从计算机到信用卡再到云服务器，当今的技术依赖于磁铁将编码数据固定在存储设备上。但是磁铁的大小会限制存储容量，即使是纸一样薄的磁铁也会占用可以更好地用于编码信息的空间。

现在，新发表在《自然通讯》杂志上的一项研究，研究人员设计了一种世界上最薄的磁铁，一块只有一个原子厚的柔性氧化锌和钴混合物的薄片。该研究的资深作者、加州大学伯克利分校的工程师Jie Yao说：“这意味着我们可以使用相同数量的材料存储更大量的数据。”

除了缩小传统数据存储空间之外，厚度小于1纳米的磁铁对于开发自旋电子学设备是必不可少的，它是使用电子的自旋方向而不是电荷来编码数据。这种磁铁甚至可以帮助激发电子进入“量子叠加”，让粒子同时占据多个状态。这样，数据可能会使用三种状态(向上或向下旋转，或同时以两种方式旋转)来存储，而不是通常的两种状态。

一般纳米级磁体必须过冷至低至-195.5℃的温度以维持磁场。这一要求对创建商业自旋电子器件或缩小传统数据存储器构成了巨大障碍。芝加哥大学自旋电子学研究员David Awschalom(他没有参与这项研究)说：“你不会想着随身携带低温冷却器。因此，拥有一种在室温下既紧凑又灵活的材料非常重要。”

新磁铁的二维晶格在室温下可以完美运行，它甚至在足以煮沸水的温度条件下保持磁化。将这些特定元素结合起来的决定至关重要，锌和氧本身没有磁性，但它们与钴等磁性金属会相互作用。通过调整钴原子与氧化锌分子的比例，该团队实现“调整”了材料的磁场强度。大约12%的钴是他们的最佳选择，低于6%时磁铁会太弱而无法发挥作用，而超过15%时它会变得不稳定。

Jie Yao认为来自氧化锌的流浪电子有助于稳定钴原子，以保持磁场完整。Yao说：“目前的假设，是把电子作为信使，让这些钴原子能够相互‘交谈’。”

爱尔兰三一学院的计算物理学家Stefano Sanvito也没有参与这项研究，他说磁铁的有用性将取决于它如何与其他二维材料相互作用。堆叠各种单原子薄膜层“就像一副纸牌”，将使工程师能够为从安全数据加密到量子计算的大量应用量身定制下一代自旋电子学，他表示这将非常有趣。（编译:Qtech）