研究人员利用电子自旋来获得更有效、更高密度的数据

时间:2020-06-23 18:44 来源:seo 作者:小可爱科技知识网 点击量:

研究人员利用电子自旋来获得更有效、更高密度的数据 纽约大学(New York University)和IBM Research的研究人员展示了一种涉及磁性材料中电子运动的新机制,指出了可能增强数据存储的新方法。这项研究发表在《物理评论快报》杂志上,揭示了一种基于电流设定磁场信息(或自旋)方向的方法。 这一发现源于自旋电子学的科学领域,它考虑了凝聚态物质和量子物理。自旋电子学是电子或电子设备的简写,它除了利用电子的电荷外,还利用电子的自旋。 “自旋电子学研究的主要目标之一是控制材料中电子的自旋方向,”纽约大学物理系教授、该论文的资深作者之一安德鲁?肯特解释道。“这项研究显示了一种新的基本机制,可以设定导电材料中的电子自旋方向。” “自旋电子学的这一进展为在磁层上施加力矩提供了一种新颖的方法,”IBM研究的资深合著者、纽约大学访问学者Jonathan Sun补充道。“这是一个有希望的进步,有可能降低设备数据存储的能源和空间需求。” 这项由纽约大学研究生徐俊文(Junwen Xu)和IBM Research的克里斯托弗·萨夫兰斯基(Christopher Safranski)共同完成的研究,是信息传输的核心现象的最新例证:将信息从一种形式转换为另一种形式。 例如,移动电话将声音和电子邮件转换成无线电波传送到移动电话信号塔,在那里信号被转换为电子信号,而互联网则将电子信号转换为光学信号。,光脉冲)用于远距离传输。 在《物理评论快报》的研究中,萨夫兰斯基、孙、徐和肯特重点展示了一种控制自旋方向的新机制——控制存储信息位的方向。 从历史上看,非磁性重金属中的电流会导致导体表面的自旋极化,或其净磁矩的方向,这一效应被称为自旋霍尔效应。然而,自旋霍尔效应中的自旋极化方向始终与导体表面平行。这限制了它的应用,因为它只提供了一个可能的自旋极化轴,限制了存储密度。 在《物理评论快报》的研究中,科学家们利用铁磁导体中的平-霍尔效应来控制自旋极化轴的方向。 具体来说,他们部署了一种铁磁导体——铁、镍和钴就是这类导体的例子——并发现导体中的电流可以产生自旋极化,其方向由其磁矩决定。这是很重要的,因为磁矩方向现在可以被设定在任何想要的方向上,然后设定自旋极化——这种灵活性在非磁性重金属的自旋霍尔效应的情况下是不可能的。 他们还发现,这些极化的自旋在铁磁层之外移动,并导致纯自旋电流——在相邻的非磁性金属中没有相关的电流的自旋电流。这一现象有可能使新一代的自旋控制存储设备实现更高密度和更高效的存储技术。
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