根據最新研究，讓熒光燈發(fā)出嗡嗡聲的特性可以為新一代更高效的計算設備提供動力，這些計算設備通過磁場而不是電力來存儲數(shù)據。

據報道，由美國密歇根大學（University of Michigan）研究人員領導的一個團隊開發(fā)了一種材料——由鐵和鎵組合而成，它的“磁致伸縮”性能至少是同類材料的兩倍，而且成本遠低于同類材料。除了計算，它還可以為醫(yī)療和安全設備帶來更好的磁傳感器。

當一種材料的形狀和磁場相聯(lián)系時，就會發(fā)生磁致伸縮，也就是說，形狀的改變會導致磁場的改變。

這一特性可能是被稱為磁電的新一代計算設備的關鍵。磁電芯片可以使從大型數(shù)據中心到手機的所有東西都更加節(jié)能，大幅降低世界計算基礎設施的電力需求。

磁電裝置利用磁場代替電力來存儲二進制數(shù)據中的數(shù)字1和0。

微小的電脈沖就會使它們稍微膨脹或收縮，并將它們的磁場從正變?yōu)樨摚粗嗳?。因此，它們不像現(xiàn)在的芯片那樣需要穩(wěn)定的電流，它們只需要一小部分的能量。

該研究的第一作者、麻省理工學院材料科學與工程教授John Heron表示，“讓磁電設備工作的關鍵是找到電和磁特性相關聯(lián)的材料。更多的磁致伸縮意味著一個芯片可以用更少的能量做同樣的工作?！?/p>

據了解，當今大多數(shù)磁致伸縮材料都使用稀土元素，而稀土元素過于稀缺和昂貴，無法達到計算設備所需的數(shù)量。但是Heron的團隊已經找到了一種方法，可以從廉價的鐵和鎵中“誘導”出高水平的磁致伸縮。

Heron解釋說，通常情況下，鐵鎵合金的磁致伸縮性會隨著鎵的加入而增加。

但是，當更多的鎵開始形成一個有序的原子結構時，這些增加會趨于平穩(wěn)，并最終開始下降。

因此，研究小組使用了一種稱為低溫分子束外延的工藝，基本上將原子凍結在原地，防止它們在添加更多鎵時形成有序結構。通過這種方法，Heron和他的團隊能夠使材料中的鎵含量翻倍，與未修改的鐵鎵合金相比，其磁致伸縮性增加了10倍。

Heron說，“低溫分子束外延是一種非常有用的技術——它有點像用單個原子進行噴漆。而將這種材料‘噴涂’在施加電壓時會輕微變形的表面上，也使得測試其磁致伸縮特性變得容易。”

此外，該研究中制造的磁電裝置有幾微米大小，按計算標準來說是很大的。

但研究人員正在與英特爾公司合作，設法將其縮小到更有用的尺寸，以便與該公司的磁電自旋軌道設備（或MESO）計劃兼容，其目標之一是將磁電設備推向主流。

Heron說：“英特爾非常擅長規(guī)?；a，在技術的具體細節(jié)方面，它能讓一項技術在超大規(guī)模的電腦芯片上工作。他們對這個項目非常投入，我們會定期與他們會面，以獲得反饋和想法，如何提高這項技術，使其在他們稱為MESO的計算機芯片上有用?！?/p>

雖然使用這種材料的設備可能還需要幾十年的時間才能真正問世，但Heron的實驗室已經通過密歇根大學技術轉讓辦公室申請了專利保護。該研究成功也于近日被刊登在了知名科學期刊《自然通訊》上。