從磁帶、軟碟片到電腦硬碟，磁性材料一直人們被用來儲存電子資料和寶貴的知識與回憶，近日美國研究團隊發現一種涉及「拓樸絕緣體」（topological insulators）的新形態磁阻效應（MR），可能將會改善未來電腦運算和存儲的功能。
近年來，磁阻效應已經在硬碟讀寫頭中獲得了成功，在這樣的發展之下，雖然目前磁記錄（magnetic recording）仍是數據儲存應用的主流，但磁阻式隨機存取記憶體（MRAM）已經逐漸在運算領域找到自己的位置。
從外觀來看，相較起具有旋轉碟片和磁頭的硬碟，MRAM 看起來更像是其他類型的記憶體，以晶片的形式被焊接在電腦或手機的電路板上。
Phys.org 報導指出，隨著近日一組有著拓樸絕緣體性質的材料被發現，未來 MRAM 的寫入速度將有望進一步提升，但這個新的裝置結構同時也需要一個新的磁阻現象，才能在 3D 系統和網路中達到讀取功能。
繼日前在傳統金屬雙層材料系統中發現單向的自旋霍爾磁阻（unidirectional SMR），明尼蘇達大學的研究人員與賓州大學同事合作，並首次在拓樸絕緣體「鐵磁雙層膜」中展示了這種磁阻效應的存在。
除此之外，研究也顯示與重金屬相比，在 150 K（攝氏 -123.15 度）時拓樸絕緣體的使用能讓磁阻表現增加將近一倍，這項研究已經被刊載在最新一期的科學期刊《自然-通訊》(Nature Communications）中。
研究的合著作者、明尼蘇達大學（UMN） C-SPIN 中心主任 Jian-Ping Wang 認為，這項發現將協助半導體產業面對低功耗運算和儲存的未來趨勢，發展類似大腦的運算功能、機器人所需晶片及 3D 磁芯記憶體。
