使用反铁磁铁锈,信息传递更加快捷有效

磁振子

电流激发两个线性极化的马努子的叠加(由红色和蓝色箭头表示)。随后,能量通过反铁磁绝缘子进行传输。这可以被检测为电压。信贷:生病了。安德鲁·罗斯,JGU

物理学家利用反铁磁锈在室温下远距离携带信息。

无论是智能手机、笔记本电脑还是大型机,信息的传输、处理和存储目前都是基于单一类型的材料——就像大约60年前计算机科学的早期一样。然而,一种新型的磁性材料可以将信息技术提升到一个新的水平。反铁磁绝缘体使计算速度比传统电子设备快1000倍,而且发热明显减少。组件可以更紧密地包装在一起,逻辑模块可以因此变得更小,这已经受到限制,目前由于增加加热的电流组件。

在室温下传递信息

到目前为止,问题是反铁磁绝缘体中的信息传递只能在低温下工作。但是谁愿意把自己的智能手机放在冰箱里来使用它呢?Gutenberg大学的物理学家(一起进行)现在已经能够消除这种缺陷,结合实验从CNRS /泰利斯实验室,CEA和格勒诺布尔在法国国家高磁场实验室以及中心的理论家量子自旋电子学(QuSpin)挪威科技大学。JGU的科学家安德鲁·罗斯说:“我们能够在室温下的标准反铁磁绝缘体中传输和处理信息,并且能够在足够长的距离内进行信息处理。”研究人员使用了氧化铁(α-Fe)2O3.)是铁锈的主要成分,作为一种反铁磁绝缘体,因为氧化铁广泛存在且易于制造。

磁绝缘体中的信息传递是通过磁阶磁振子的激发而实现的。它们像波一样穿过磁性材料,类似于石头被扔进池塘后,波穿过水面的方式。以前,人们认为这些波必须具有圆偏振才能有效地传输信息。在氧化铁中,这种圆极化只在低温下发生。然而,国际研究团队能够在常温下进行异常长距离的马努子传输。但这是怎么做到的呢?“我们意识到,在一个平面的反铁磁中,两个线极化的马努子可以重叠并一起迁移。它们相互补充,形成近似圆偏振,”Romain Lebrun博士解释道,他是巴黎CNRS/泰利斯联合实验室的研究员,此前曾在美因茨工作。“在室温下使用氧化铁的可能性使其成为开发基于反铁磁绝缘体的超快自旋电子器件的理想场所。”

极低的衰减允许节能传输

在信息传递过程中,一个重要的问题是信息在磁性材料中的丢失速度。这可以用磁阻尼的值来定量地记录。JGU物理研究所的Mathias教授Kläui解释说:“被检测的氧化铁是迄今为止报道的磁性材料中磁衰减最低的。”“我们预计,高磁场技术将表明,其他反铁磁材料也有类似的低衰减,这对新一代自旋电子器件的发展至关重要。我们正在与挪威QuSpin的同事进行长期合作,研究这种低功率磁技术,我很高兴看到这次合作带来了另一项令人兴奋的工作。”

参考文献:“反铁磁α-Fe的超低阻尼单晶体中跨越Morin相变至室温的长距离自旋输运。2O3.作者R. Lebrun, A. Ross, O. Gomonay, V. Baltz, U. Ebels, A.- l。Barra, A. Qaiumzadeh, A. Brataas, J. Sinova and M. Kläui, 2020年12月10日,自然通讯
DOI: 10.1038 / s41467 - 020 - 20155 - 7

这项研究最近发表在自然通讯由欧盟研究和创新项目“地平线2020”、德国研究基金会(DFG)和挪威研究理事会资助。

1评论关于“用反铁磁锈更快更有效地传递信息”

  1. 朱利叶斯·迈克尔Honrada|2020年12月13日晚上9:44|回复

    与光纤电缆相比,它的表现如何?

留下你的评论

邮箱地址可选。如果提供,您的电子邮件将不会被发布或共享。