據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)9月8日(北京時間)報道,瑞典科學(xué)家首次通過實驗證實,10年前科學(xué)家提出的磁性納米接觸會讓納米尺度的自旋波“繁殖”這一理論與觀察結(jié)果吻合。科學(xué)家們表示,最新研究表明,未來,納米尺度的自旋波在手機和無線網(wǎng)絡(luò)等諸多方面可取代微波,基于自旋波理論研制出的元件也更小、更便宜、資源消耗更少。相關(guān)研究發(fā)表于《自然?納米技術(shù)》雜志上。
兩年前,瑞典哥德堡大學(xué)和皇家工學(xué)院的科學(xué)家開始這項研究,主要目的是證明磁性納米接觸可讓自旋波“繁殖”。去年秋天,該研究團隊在電子測量設(shè)備的幫助下證明了自旋波的存在,并在《物理學(xué)評論快報》雜志上發(fā)表了相關(guān)論文。
在最新研究中,科學(xué)家們制造出直徑約為40納米的納米接觸,自旋波被造于3納米厚的一薄層鎳鐵合金內(nèi),模擬顯示,磁性納米接觸會讓自旋波像水波一樣擴展?!白钚卵芯康某晒σ獨w功于我們構(gòu)建磁納米接觸的方法以及我們和意大利佩魯賈大學(xué)聯(lián)合實驗室擁有的特殊顯微鏡?!备绲卤ご髮W(xué)物理學(xué)教授、應(yīng)用自旋電子學(xué)研究小組的負(fù)責(zé)人喬漢?克爾曼表示。實驗所用的顯微鏡是全球最先進的三種自旋波顯微鏡之一,其使科學(xué)家們能看到元件的動力學(xué)特征,分辨率約為250納米。
科學(xué)家們表示,最新研究有望開辟出一個研究納米尺度磁波的全新研究領(lǐng)域??“磁光子學(xué)”?!白钚卵芯款A(yù)示著磁光子設(shè)備和電路的研發(fā)工作即將加快步伐。令人尤為興奮的是,簡單的直流電就可為這些磁光子元件提供電力,接著,直流電在微波波段會轉(zhuǎn)化為自旋波,這些波的頻率可由電流直接控制,這些設(shè)備可能會因此具有全新的功能。”克爾曼表示。
克爾曼認(rèn)為,在接下來的幾年內(nèi),磁光子研究領(lǐng)域有望取得突飛猛進的發(fā)展。這種磁光子技術(shù)兼具磁學(xué)?光學(xué)和金屬特性,這意味著,其能被整合入傳統(tǒng)以微波為基礎(chǔ)的電子電路中。與傳統(tǒng)的微波技術(shù)相比,磁光子元件更適合小型化、微型化。
總編輯圈點
能觀察到如此微尺度的自旋波擴展,這在納米科學(xué)蓬勃發(fā)展之前,恐怕連想都不敢想。作為全新領(lǐng)域,磁光子學(xué)可能在使元件小型化和多元件集成上有不俗表現(xiàn),不過這是后話,但分辨率達250納米的顯微鏡本身已足夠讓人充滿期許。正如文中所說,該研究的成功,很大程度上就要歸功于這種顯微鏡。據(jù)統(tǒng)計,20世紀(jì)的諾貝爾獎中,有40%來自交叉領(lǐng)域,科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天,早已過了閉門單干的年代,哪怕再小的發(fā)現(xiàn)和進步,體現(xiàn)的都是眾人拾柴、協(xié)同創(chuàng)新的力量。
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