【導(dǎo)讀】清華大學(xué)材料學(xué)院宋成教授團(tuán)隊(duì)已為開發(fā)新一代磁存儲(chǔ)器奠定關(guān)鍵科學(xué)基礎(chǔ)
存儲(chǔ)領(lǐng)域傳來(lái)大消息。
3月16日下午，記者在中關(guān)村論壇組織的“北京基礎(chǔ)研究和技術(shù)攻關(guān)的有關(guān)成效和舉措”活動(dòng)上獲悉，清華大學(xué)材料學(xué)院宋成教授團(tuán)隊(duì)的交錯(cuò)磁體項(xiàng)目，已經(jīng)為開發(fā)兼具超高密度、超快讀寫和低功耗特性的新一代磁存儲(chǔ)器奠定了關(guān)鍵科學(xué)基礎(chǔ)，目前正在加緊推進(jìn)應(yīng)用研究。該項(xiàng)目為北京市支持的具有顛覆性創(chuàng)新的首批非共識(shí)性科研項(xiàng)目之一。存儲(chǔ)領(lǐng)域隱現(xiàn)顛覆性創(chuàng)新
近年來(lái)，內(nèi)存、硬盤經(jīng)常緊缺，價(jià)格成倍上漲，其背后是存儲(chǔ)能（885921）力跟不上數(shù)據(jù)爆炸式增長(zhǎng)的速度。因此，超高密度、超高速度和超低功耗，成為新一代信息技術(shù)的核心需求。
而以交錯(cuò)磁體和手性反鐵磁為代表的新型磁性材料（884057）被視作發(fā)展高密度、高速度和低功耗的磁存儲(chǔ)的理想體系，交錯(cuò)磁體被公認(rèn)為新一代磁存儲(chǔ)最理想的材料體系，也成為當(dāng)前國(guó)際材料物理和磁學(xué)領(lǐng)域的前沿研究熱點(diǎn)。
2022年，清華大學(xué)材料學(xué)院宋成教授團(tuán)隊(duì)首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了交錯(cuò)磁體的交錯(cuò)自旋劈裂力矩效應(yīng)，被國(guó)際同行評(píng)價(jià)為驗(yàn)證交錯(cuò)磁體概念的“原創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)”，相關(guān)研究成果推動(dòng)交錯(cuò)磁體材料的發(fā)現(xiàn)入選了國(guó)際期刊《科學(xué)》2024年度十大科學(xué)突破。
據(jù)宋成介紹，2025年，團(tuán)隊(duì)首次明確并驗(yàn)證了晶體對(duì)稱性是交錯(cuò)磁體最核心的“指紋”特征，也是調(diào)控這類材料物態(tài)的根本維度。在此基礎(chǔ)上，宋成團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了交錯(cuò)磁體的全電學(xué)讀寫。
2026年，宋成團(tuán)隊(duì)的相關(guān)技術(shù)突破進(jìn)一步打通了手性反鐵磁從基礎(chǔ)研究走向應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為開發(fā)兼具超高密度、超快讀寫和低功耗特性的新一代磁存儲(chǔ)器奠定了關(guān)鍵科學(xué)基礎(chǔ)。
“目前，我們團(tuán)隊(duì)正在加緊推進(jìn)交錯(cuò)磁體和手性反鐵磁兩類材料在自旋電子學(xué)關(guān)鍵原型器件方面的應(yīng)用研究。這些原型器件如果研究成功，將有望推動(dòng)我國(guó)在新一代非易失存儲(chǔ)、靈敏傳感器（885946）、太赫茲（886043）通訊領(lǐng)域，甚至人工智能（885728）產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展?！彼纬杀硎?。北京首批非共識(shí)性項(xiàng)目中78%具有顛覆性創(chuàng)新
黨的二十屆三中全會(huì)明確提出，“建立專家實(shí)名推薦的非共識(shí)項(xiàng)目篩選機(jī)制”。北京市率先探索建立專家實(shí)名推薦的非共識(shí)項(xiàng)目遴選機(jī)制，打破“少數(shù)服從多數(shù)”的常規(guī)評(píng)審模式，重點(diǎn)圍繞項(xiàng)目的非共識(shí)性和原創(chuàng)性遴選優(yōu)秀項(xiàng)目。
據(jù)北京市科委、中關(guān)村管委會(huì)相關(guān)人士介紹，在北京市首批支持的72個(gè)非共識(shí)性項(xiàng)目中，78%的項(xiàng)目具有顛覆性創(chuàng)新，有望開辟新賽道；22%的項(xiàng)目探索國(guó)際空白領(lǐng)域、有望搶占學(xué)術(shù)制高點(diǎn)。
截至2026年初，一些聚焦關(guān)鍵技術(shù)瓶頸的非共識(shí)項(xiàng)目已經(jīng)在新的研究路徑上取得了標(biāo)志性成果。如清華大學(xué)唐軍旺團(tuán)隊(duì)開展的“光子和聲子協(xié)同在亞臨界條件下催化水和甲醇制氫”項(xiàng)目率先提出通過(guò)亞臨界光子—聲子協(xié)同催化技術(shù)高效還原制氫，在150℃光照條件下實(shí)現(xiàn)破紀(jì)錄的2.3摩爾每克小時(shí)產(chǎn)氫速率，比當(dāng)前最先進(jìn)200℃熱催化制氫速率提高了7.3倍。
作為顛覆性的科學(xué)探索，一些項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中，還形成了許多“意料之外”的創(chuàng)新成果。
如中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院（884301）孔梓任團(tuán)隊(duì)在原定探索共價(jià)連接的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，獲得了衍生收獲，找到一種藥物分子可控釋放的新方法，有望開辟藥物遞送新路徑。
清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院特別研究員鄧兵探索將回收的廢舊鋰離子電池材料，通過(guò)新方法制成價(jià)格較低的燃料電池（885775）催化劑，催化效率與商業(yè)常用的貴金屬（881169）催化劑相當(dāng)。同時(shí)，鄧兵還意外發(fā)現(xiàn)，這款“二手”催化劑在電解水制綠氫方面性能優(yōu)異。
制作：鹿米
