Fysikere praktiserer spin -kontrol for at forbedre informationsbehandlingen

I øjeblikket, informationsbehandlingsværktøjer som computere og mobiltelefoner er afhængige af elektronladning for at fungere. Et team af fysikere i UC San Diego, imidlertid, søger alternative systemer til hurtigere, mere energieffektiv signalbehandling. De gør dette ved at bruge "excitons, "elektrisk neutrale kvasipartikler, der findes i isolatorer, halvledere og i nogle væsker. Og deres seneste undersøgelse af excitonisk spindynamik viser funktionelt løfte for vores fremtidige enheder.

I deres forskning, Professor Leonid Butov og nyere fysik ph.d. kandidat Jason Leonard, anvendte indirekte excitoner (IX'er)-specielt designet kvasipartikler i en lagdelt halvlederstruktur-i kondensatform af Bose-Einstein. Med dette kondensat af IX'er, forskerne opdagede, at IX'ernes spin -sammenhæng blev bevaret, når de rejste over lange afstande, viser håb om mere energieffektiv signalbehandling i fremtiden. Undersøgelsens resultater præsenterede også en måde at opnå spin-kohærens på lang afstand-nødvendig for effektive og hurtige kredsløb ved hjælp af spin-overførsel. Deres resultater blev for nylig offentliggjort i Naturkommunikation .

"Vi målte excitonfasen, der blev erhvervet på grund af sammenhængende centrifugering, og observerede langdistance-kohærent spin-transport i IX-kondensat, "forklarede Butov." Langdistancet spin-transport kan undersøges for udvikling af ny signalbehandling baseret på spins. "

Ved hjælp af et specielt fremstillet køleskab med optisk fortynding indstillet til en meget lav temperatur - 0,1 Kelvin eller 459,50 F under nul - transformerede Butov og hans team IX -gassen til et kondensat ved den kolde temperatur for at opnå spin -kohærens i området 10 mikrometer, en række, der bidrager til udviklingen af ​​højt fungerende enheder, der undersøger spinoverførsel.

"Vi startede projektet med at forsøge at forklare et kvantefaseskift og endte med en praktisk observation af spintransport, "bemærkede Leonard.

Selvom dette eksperiment viste en af ​​funktionerne ved IX -spin -kohærens ved kryogene temperaturer, Butovs tidligere undersøgelse viste, at IX'er kan eksistere i halvledere ved stuetemperatur - et vigtigt skridt i retning af praktisk anvendelse.