Forskere forbedrer elektronspinets levetid

Elektronen er en elementarpartikel, en byggesten, som andre systemer udvikler sig på. Med specifikke egenskaber såsom spin, eller vinkelmomentum, der kan manipuleres til at bære information, elektroner er primet til at fremme moderne informationsteknologi. Et internationalt samarbejde mellem forskere har nu udviklet en måde at forlænge og stabilisere levetiden for elektronens spin for mere effektivt at bære information.

Elektronen er en elementær partikel, en byggesten, som andre systemer udvikler sig på. Med specifikke egenskaber som spin, eller vinkelmomentum, der kan manipuleres til at transportere information, elektroner er primet til at fremme moderne informationsteknologi. Et internationalt samarbejde mellem forskere har nu udviklet en måde at forlænge og stabilisere levetiden for elektronens spin for mere effektivt at bære information.

De offentliggjorde deres resultater den 15. juni i Fysisk gennemgang B .

"Vi fandt den nye måde at bruge spin frihedsgrad som elektronspinbølge, " sagde Makoto Kohda, papirforfatter og lektor i Institut for Materialevidenskab ved Tohoku University.

Spin -egenskaben fungerer som en lille magnet, som gør det muligt at gemme information. Spin kan også indeholde kvantemekanisk information, et kritisk værktøj til kvanteberegning. Elektronespin som en bølgefunktions karakter, imidlertid, er ny, ifølge Kohda. Dette er forskelligt fra den magnetiske spin-bølge, som bærer information på en anden måde.

Elektronens spinbølge, et udtryk opfundet af Kohda og forskerholdet, bærer information, såvel. Problemet er, at spin-bølgen kun kunne forplante sig så længe, ​​før den mistede sin information.

"Vi fandt teoretisk en måde at forbedre elektron -spin -bølgens levetid ved at vælge de korrekte krystalorienteringer, " sagde Kohda.

I et simuleret eksperiment, elektronspindet er indespærret i en kvantebrønd med forskellige krystalorienteringer. Da forskerne justerede orienteringen af ​​krystallen for at tillade spin-orienteringen at sidde vinkelret, krystalstrukturen beskyttede delvist elektronspinbølgen mod at slappe af for meget. Beskyttelsen tillod spindet at vare op til 30 % længere end normalt.

"Vi vil bruge denne nye informationsbærer, elektronspinbølgen, for fremtidige elektroniske enheder og fremskridt med kvanteinformation, " sagde Kohda. "Det næste skridt er at demonstrere, hvordan information kan overføres, behandlet og lagret baseret på elektronspinbølgen i halvlederenheder."