物理学家探索反铁磁性氧化铁中的长距离信息传输

科学家成功地观察了被称为反铁磁体的磁性材料组中的第一次信息长距离传输。这些材料可以比现有设备更快地实现计算速度。使用当前技术的传统装置具有不受欢迎的副热效应,即受热和速度受限。这正在减缓信息技术的进步。

磁控自旋电子学的新兴领域旨在使用能够承载磁波的绝缘磁铁(称为磁振子)来帮助解决这些问题。Magnon波能够携带信息而没有产生过多热量的缺点。德国Johannes Gutenberg University Mainz(JGU)的物理学家与荷兰乌得勒支大学的理论家和挪威挪威科技大学(NTNU)的量子自旋电子学中心(QuSpin)合作,展示了反铁磁氧化铁这是生锈的主要成分,是一种廉价且有前景的材料,可以以更高的速度以低过量的热量传输信息。他们的研究最近发表在自然科学杂志上。

通过减少产生的热量,组件可以继续变小,同时增加信息密度。反铁磁体是最大的磁性材料组,与其他常用的基于铁或镍的磁性元件相比具有几个关键优势。例如,它们是稳定的并且不受外部磁场的影响,这是未来数据存储的关键要求。此外,基于反铁磁的设备可能比现有技术的运行速度快数千倍,因为它们的内在动态在太赫兹范围内,可能超过每秒万亿次操作。

具有反铁磁绝缘体的快速计算机是可以实现的

在他们的研究中,研究人员在绝缘氧化铁顶部使用铂丝,以允许电流通过。该电流导致能量从铂转移到氧化铁中,从而产生磁子。发现氧化铁在计算设备所需的大距离上携带信息。“这一结果证明了反铁磁体取代目前使用的元件的适用性,”JGU物理研究所的Romain Lebrun博士说。“现在可以设想基于快速反铁磁绝缘子的设备,”他继续说道。

该研究的主要作者之一安德鲁·罗斯补充说:“如果能够控制绝缘反铁磁体,它们可以在不产生过多热量的情况下运行,并且能够抵抗外部扰动。”该论文的高级作者MathiasKläui教授评论了共同的努力:“我很高兴这项工作是作为国际合作实现的。国际化是我们研究小组的一个关键目标,特别是我们的研究生院材料研究生院美因茨的科学和自旋电子研究中心Spin + X。与全球领先的机构合作,如量子自旋电子学中心和乌得勒支大学,可以进行如此激动人心的研究。“