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首次!科學家證明通過超導體可控制磁體自旋波

量子物理學家首次證明,在超導環境下有可能控制和操縱晶片上的自旋波(spin waves),為磁體和超導體之間相互作用提供了新見解。

這項技術未來如果可以商用,可以在節能資訊技術或量子計算機中,替代現有的連接部件,進一步提高電子產品性能。

(註:自旋波是序磁性(鐵磁、亞鐵磁、反鐵磁)體中相互作用的自旋體系由於各種激發作用引起的集體運動。)

在量子力學中,自旋(英語:Spin)是粒子所具有的內稟性質,其運算規則類似於經典力學的角動量,並因此產生一個磁場。

這項突破性研究發表在《科學》期刊上。

理論預測金屬電極可以控制自旋波,但物理學家到目前為止在實驗中幾乎沒有看到這種效應。量子奈米科學系副教授 Toeno van der Sar表示:

我們研究團隊的突破在於,我們證明,如果使用超導電極,我們確實可以正確控制自旋波。

它的工作原理如下:自旋波產生磁場,進而在超導體中產生超電流。該超電流充當自旋波的鏡子:超導電極將磁場反射回自旋波。超導鏡會導致自旋波上下移動得更慢,這使得波更容易控制。

研究者 Michael Borst表示:當自旋波通過超導電極時,它們的波長完全改變了!通過稍微改變電極的溫度,我們可以非常準確地調整變化的幅度。

der Sar表示:我們從被稱為地球上最好的磁鐵的釔鐵石榴石(YIG)薄磁性層開始。在其頂部,我們放置了一個超導電極和另一個電極來感應自旋波。通過冷卻到-268度,我們讓電極進入超導狀態。

隨著溫度變冷,自旋波變得越來越慢。這為我們提供了操縱自旋波的獨特方法;我們可以偏轉它們,反射它們,使它們共振等等。但它也給了我們對超導體特性的巨大新見解。

責任編輯: 楚天  來源:IT之家 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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