Magnonisk interferometer baner vej mod energieffektive informationsbehandlingsenheder

Forskere har designet et interferometer, der fungerer med magnetiske kvasipartikler kaldet magnoner, snarere end fotoner som i konventionelle interferometre. Selvom magnonsignaler har diskrete faser, der normalt ikke kan ændres kontinuerligt, det magnoniske interferometer kan generere en kontinuerlig ændring af magnonsignalet. I fremtiden, denne evne kunne bruges til at designe magnoniske integrerede kredsløb og andre magnoniske enheder, der overvinder nogle af de begrænsninger, deres elektroniske modparter står over for.

Forskerne, Yun-Mei Li, Jiang Xiao, og Kai Chang, har udgivet et papir om deres arbejde med magnoner i et nylig nummer af Nano bogstaver .

Et af de karakteristiske træk ved magnoner er deres diskrete og topologiske karakter, da de bærer en fast mængde energi og kan betragtes som kvantiserede spinbølger. Denne egenskab ved magnoner gør dem robuste mod lokale forstyrrelser og forbudte tilbagespredningsprocesser, såsom Joule -opvarmning og lokale defekter, som ofte forårsager tab i elektroniske enheder. Af denne grund, forskere undersøger muligheden for at bruge magnonstrømme i stedet for elektriske strømme til at overføre og behandle information i meget effektive informationsbehandlingssystemer.

Kontrollerende magnoner, imidlertid, kræver evnen til løbende at ændre magnonsignalet, som har været udfordrende. I det nye papir, forskerne opnår dette ved at fremstille en bølgeleder lavet af kunstige magnoniske krystaller sammensat af den magnetiske isolator yttrium-jern granat, som er mønstret med trekantede huller. De viste, at magnoniske tilstande stammer fra grænsefladen mellem to af disse magnoniske krystaller, der har modsatte rotationsretninger for trekantede huller. Disse magnoniske tilstande har de ønskelige egenskaber ved at være immun over for tilbagespredning og forblive meget sammenhængende under forplantning, gør det muligt at bruge dem i et magnonisk interferometer, der er i stand til løbende at ændre det magnonsignal.

At demonstrere, forskerne brugte det magnoniske interferometer til at dele en magnonstråle, send den ned på to formeringsveje, og diriger begge dele af strålen til at mødes igen. Manipulere strålen på denne måde, forskerne kunne opnå en kontinuerlig ændring af magnonc -signalet på en detektor placeret for enden af ​​en af ​​strålevejene.

"Interferometeret er meget følsomt over for eksterne magnetfelter, da et meget svagt magnetfelt (ca. 1 Gauss) kan ændre signalet betydeligt, "Fortalte Chang Phys.org .

Forskerne forventer, at i fremtiden, interferometerets evne til at styre magnonsignaler på denne måde kan føre til design af magnoniske informationsbehandlingsenheder, der kan undgå de tab, der plager konventionelle elektroniske enheder.

© 2018 Phys.org