物理学家使用反铁磁锈在室温下长距离传输信息

无论是智能手机,笔记本电脑还是大型机:信息的传输,处理和存储当前都基于一类材料,就像大约60年前的计算机科学一样。但是,一类新型的磁性材料可以将信息技术提升到一个新的水平。反铁磁绝缘体的计算速度比传统电子设备快一千倍,而热量却少得多。组件可以更紧密地组装在一起,逻辑模块因此可以变得更小,由于电流组件的热量增加,到目前为止,逻辑模块受到了限制。

室温下的信息传递

迄今为止,问题在于反铁磁绝缘体中的信息传递仅在低温下有效。但是,谁愿意将智能手机放在冰箱中才能使用呢?约翰内斯·古腾堡大学美因茨(JGU)的物理学家现已与CNRS / Thales实验室,CEA格勒诺布尔和法国国家高场实验室的实验人员以及量子自旋电子学中心的理论人员一起消除了这一缺点(QuSpin),挪威科技大学。JGU科学家安德鲁·罗斯(Andrew Ross)说:“我们能够在室温下在标准反铁磁绝缘体中传输和处理信息,并且能够进行足够长的距离,从而能够进行信息处理。” 研究人员使用的氧化铁(α-的Fe 2O 3),铁的主要成分,作为反铁磁绝缘体,因为氧化铁广泛存在且易于制造。

磁绝缘子中的信息传递是通过激发称为磁振子的磁阶来实现的。它们以波浪的形式通过磁性材料移动,类似于在石头被扔进池塘后,波浪在池塘的水面中移动的方式。以前,人们认为这些波必须具有圆极化,以便有效地传输信息。在氧化铁中,这种圆极化仅在低温下发生。但是,即使在室温下,国际研究团队也能够在极长的距离内传播磁振子。但是那是怎么工作的呢?

“我们意识到,在具有单一平面的反铁磁体中,两个线性极化的磁振子可以重叠并迁移在一起。它们相互补充,形成近似圆形的极化,”巴黎CNRS / Thales联合实验室研究员Romain Lebrun博士解释说。以前在美因茨工作过的人 “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速自旋电子器件的理想场所。”

极低的衰减可实现节能传输

信息传输过程中的一个重要问题是,在磁性材料中移动时,信息丢失的速度有多快。这可以通过磁阻尼的值进行定量记录。“该氧化铁检查具有曾经被报道在最低磁衰减的一个磁性材料JGU物理研究所的MathiasKläui教授解释说:“我们预计,强磁场技术将显示其他反铁磁材料的衰减也类似,这对于新一代自旋电子器件的开发至关重要。我们正在与挪威QuSpin的同事进行长期合作,以追求如此低功率的磁性技术,我很高兴看到这项合作产生了另一项令人振奋的工作。”

这项研究最近发表在《自然通讯》上。

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