致力于未来的磁记忆材料研究员

致力于未来的磁记忆材料研究员

杰弗里 · 海滩已修修补补和建设的东西大多数他的生活,包括一些 50 模型火箭,他建造并发射在俄克拉荷马州的高中。但它不是直到他大学本科物理,他的注意力集中在雄霸他的研究主题︰ 磁性和如何控制它的研究。

在他的工作,海滩结合建筑和精炼开展他调查所需的设备工程师的激情一位物理学家的深、 理论的理解。

“在高中和大学,我总是有兴趣在物理学中,”说海滩,是在麻省理工学院的材料科学和工程,在那里他获得土地保有权在 2015 年的副教授。他收到了他的学士学位从加州理工学院,他的兴趣在磁性刚成为关注的焦点。

在那些年研读的大学物理,”每个人都那里想做的重力,”他说。”我喜欢理论方面,但我一直都是很实际的人。一直很喜欢来建造的东西,而我真的很想看到的东西是如何工作的。

海滩有一个额外的动力去追求他选择的领域的物理学︰ 他的父亲,造纸工业执行,把海滩在他暑假期间在一家造纸厂工作和为自己的儿子选择了最难和最肮脏的工作,以确保他没有得到任何特殊待遇。”所以我结束暑假在屋顶上,清理空调机组的 100 度的高温,”海滩回顾。

他寻找更多事业建设替代方案,向很多教职员工,寻求一份暑期工作发出”大量的请求”。这些请求之一发现摇钱树 — — 开放的海滩研究的全新渠道。”那里是致力于凝聚态的物质和磁性材料,教授回答说,”他说。她在给他介绍外来磁过程研究了他的实验室里设立了他。

海滩学各种实验室技术和如何使用专门的设备,和接着以弄清楚如何修改设备和开发新的方法。”我意识到做这些事,我真的能让我的手到方方面面”的研究,试图解开性能的各种新开发的材料,他说。”我喜欢它。我已经发现了我喜欢做。

“接口控制一切”

海滩去加利福尼亚大学圣地亚哥分校攻读博士学位,从事行业赞助中心磁记录研究,涵盖数字数据存储,从磁性材料本身处理数据所需的信号处理技术的所有方面。”我是由磁问题很感兴趣,”他说,”而且我会做什么,要解决一个真正的紧迫的问题,实用”由于磁记录是这样的一切从电脑到娱乐系统的一个基本部分。

他从那工作中获得的关键见解之一是材料之间的界限的关键作用。”接口控制一切,”他说。”如果你想控制和设计的材料属性,你不开始散体材料,你把异种材料彼此相邻的。自然不会发生这种接口是”事情可以发生的有趣的地方”。

在加州大学圣地亚哥分校,他着手研发新型薄膜磁性复合纳米材料,与金属和氧化物,变成了有数据记录的异常快速的响应时间之间的接口。

他遇到了他的妻子看那 Shimuzu 作为一名大学生,和他们在研究生院的时候,他们就结婚了。他们两个他们的博士学位后,她找到一份工作与 IBM 在德克萨斯州奥斯汀市,他寻找区中的位置。他很快就发现开幕适合他自己的利益,致力于薄膜磁性的德克萨斯大学的一位博士后。

他和 Shimuzu”终于第一次因为我们结了婚,生活在一起,”他说,年后他们毕业学校通勤,周末要在一起。(她曾在斯坦福大学,距圣地亚哥约 470 英里)。在得克萨斯州,他们有他们的第一个孩子,艾玛。艾莉莎,他们第二个女儿,出生前海滩了他第一次面试在麻省理工学院的一天。Shimuzu 现在是一名工程师在亚马逊工作。

电动控制磁性

这是德州大学奥斯丁分校海滩认真地开始他的速度有多快可以扭转极点的一种磁性材料的研究 — — 使下一代数据系统,计算机的处理速度继续快速增长的一个关键目标。”这就是我开始进入磁化动力学︰ 材料是如何回应的刺激?如何可以磁性材料响应快吗?”他说。纳米 (十亿分之一米) 大小,把这些原来上班的材料非常不同的动态效果海滩发现。

在德州,他研究了新材料的磁性能改变电 — — 现在被称为自旋电子学领域。直到那个时候,”在所有的历史,如果你想要控制一种磁性材料,你需要另一个磁铁,”他说,但这些新的材料可以通过施加一个电压,只改变了。”一旦电你能做到的事情,这些东西连线到电路的在一起,你可以开始以这种方式处理的信息,没有任何物理上移动,也没有使用磁铁。

这是一大优势,因为它是很难做很小的、 有用的磁铁;在磁场中散在他们周围。当时,”这些想法的使用中一种材料的电子属性来控制磁性是刚刚进入开花结果,”他说。

他与细小的电线,几个纳米的直径,实验的结果表明,当线由两个相反磁化段连接在一起,有趣的事情可能发生在边界的两条线段相交。该边界可以被推和拉的一种方法或其他由电流通过导线 — — 可以用来对数据进行编码的变化。

更重要的是,他发现电线可以用许多阶层在行,所以这可以提供一种单一的、 微不足道的线中的数据位数目编码方式,可以以这种方式,控制所有的边界。但也有局限性︰ 该系统需要太多的电流要踏实。

当 2008 年在麻省理工学院的教职海滩曾经被雇佣时,快速移动磁畴结构的这种成为了他的研究的一个重点。他说:”现在我研究的关键是要设计更复杂的材料,我们可以去周围什么似乎是基本简单的原则,通过使用复杂的材料和性能设计的接口,真正使用材料科学来克服这些限制,真正探索新材料,在物理的出现”。

例如,海滩和他的同事们发现一种虚拟磁粉在这些设计的接口,可以创建和可以用来存储和检索数据速率已经媲美传统的系统,但其变种可能有潜力要快很多。

“有许多数以千计的材料和接口,我们可以创建组合,”他说。”所以有这丰富的材料结构,而不是依赖几个材料,大自然给了我们,我们可以现在设计材料和磁性能的影响,表现出我们想要的特性”。

这是很多项目,海滩和他的学生们继续努力,在其中创建和操作”简单的、 乏味的”材料之间的接口可以产生而令人兴奋、 新颖,有可能用于各种各样的应用程序的属性之一。”可能性更多或更少无止境的只要是我们关心的是,”他说。

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