科學家以磁鐵突破電氣開關速度限制，比電晶體快數千倍

美國能源部（DOE）SLAC國家加速器實驗室（SLAC National Accelerator Laboratory）的科學家以磁鐵為原料打造出只需要兆分之一秒就能切換的電氣開關，速度比現有電晶體所用開關快數千倍，未來可望應用於新一代的電晶體中以改善運算裝置的速度與能力，該成果已刊登在7月28日出刊的Nature Materials期刊上。

這群科學家先是以可視雷射光破壞磁鐵原子的電子結構，使之成為絕緣體，然後再以超亮及超短的X光脈衝來檢視磁鐵電子架構改變的速度與內涵。他們調整X光脈衝的頻率，以精確測量磁鐵從絕緣體變成導電體所需的時間，並觀察其結構的變化。

專長為材料科學、也是該計畫主持人的Roopali Kukreja指出，透過SLAC的直線性連續加速器光源（Linac Coherent Light Source，LCLS）的X光雷射，發現它只需要兆分之1秒就能切換電氣開關；此一研究是首次在磁鐵這種材質上突破電氣切換的速度限制。

這個實驗讓科學家們了解在發射雷射光脈衝之後，磁鐵的電子結構如何被快速重新安排成導電區環繞著絕緣區的狀態，並展示了兩種狀態能夠並存，替新一代的電晶體建立了新的迴路。

由於這批用來實驗的磁鐵必須先冷凍在攝氏-190度以保留它們的電荷，因此該團隊的下一步便是要研究更複雜的材料以及在室溫下的應用，之後才能找出化合方式，並試著以新技術來融合新一代的電氣開關與電晶體。（編譯/陳曉莉）