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  • 的MIT-电路使用仅发明了一种纳米宽“磁畴壁”调制一个自旋波,这可以使实用的基于磁计算的相位和幅度 - 使用很少或几乎没有电。

    的MIT-电路使用仅发明了一种纳米宽“磁畴壁”调制一个自旋波,这可以使实用的基于磁计算的相位和幅度 - 使用很少或几乎没有电。

    研究人员的形象礼貌,由麻省​​理工学院新闻编辑

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朝着更高效的计算,与磁波

的MIT-电路使用仅发明了一种纳米宽“磁畴壁”调制一个自旋波,这可以使实用的基于磁计算的相位和幅度 - 使用很少或几乎没有电。

电路设计提供了“自旋电子”设备使用小电力,几乎不产生热量的路径。


记者联系

艾比abaz要么ius
电子邮件: abbya@mit.edu
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MIT的研究人员发明了一种新型的有无电路设计使得计算需要与电磁波的控制 - 没有需要的电力。进展走向步骤需要一个实用的基于磁器件,它需要计算比电子更有效率的潜力。

传统计算机依赖于计算和数据存储电能的大量的,并产生大量的废热的。在寻找更有效的替代品,研究人员已经开始设计基于磁性的“自旋电子”设备,这相对较少使用的电力并产生热量几乎没有。

自旋电子器件利用了“自旋波” - 电子的量子性质 - 在磁性材料具有晶格结构。涉及方法ESTA调制自旋波产生一些可测量的特性可以被输出到相关计算也就是说。到现在为止,调制自旋波都需要的电流使用笨重的组件可以引起信号噪声,有效地和否定任何固有的性能增益注入。

澳门太阳城最新网站的研究人员开发了一种电路结构只使用一个纳米范围内的磁畴壁在磁性材料的层状纳米膜来调制自旋波通过,而无需任何附加组件或电流。反过来,自旋波可以被调谐以检查壁的位置,根据需要。 ESTA需要提供两个自旋波改变状态,其对应于1和0到古典计算中使用的控制。

在将来,对供给到自旋波的可能是通过双通道电路,调制为不同的属性,并组合以产生一些可测量的量子干涉 - 类似光子波干扰如何用于量子计算。研究人员推测,这种基于干涉的自旋电子器件,如量子计算机,执行高度复杂的任务,传统的计算机可以与挣扎。

“人们开始寻找超越计算硅。波计算是一种很有前途的替代,“路桥柳,电气工程和计算机科学(EECS)和自旋电子材料的主要研究人员和设备组的电子研究实验室系的教授说。 “埃斯塔通过使用窄畴壁,我们可以调制自旋波,并创建这两个独立的国家,没有任何实际的能源成本。我们只依靠自旋波和内禀磁性的材料“。

刘在纸上加入家豪汉,张鹏翔,和贾斯汀吨。侯,研究生3在自旋电子材料和器件组;和EECS博士后赛马一个。西迪基。

翻转磁振

自旋波与小的波长的能量涟漪。自旋波块,基本上很多电子的自旋集体,被称为磁振。而农人都不是真正的粒子,如电子独立,他们也同样能够测量计算应用。

在他们的工作中,研究人员利用定制的“磁畴壁”纳米尺寸的阻隔两个磁结构之间相邻。厚每几个原子 - - 它们层叠有钴/镍纳米膜的图案与磁性能期望某些可以处理自旋波的高体积。然后,他们放置在壁中间具有特殊晶格结构的磁材料制成,并且结合到系统到电路。

在电路的一侧上,所述恒定自旋波在材料中激发研究人员。当波浪经过所述壁,ITS磁振立即旋向相反的方向:在第一区域中磁振自旋北,而在第二区域中的那些 - 经过所述壁 - 自旋南。 ESTA引起波的相位(角度)的急剧偏移和幅度(功率)略有下降。

在实验中,天线研究人员将在相对侧上单独的电路的,检测并发送的输出信号。结果表明,在其输出状态时,输入波的相位翻转180度。波的幅度 - 测量从最低到最高的山峰 - 也是由显著量有所减少。

加入一些扭矩

然后,研究人员发现自旋波和畴壁之间的相互作用有效地使他们能够在两种状态之间切换。没有磁畴壁时,电路将被均匀地磁化;与磁畴壁,该电路具有分裂,调制波。

通过控制自旋波,他们发现他们可以控制畴壁的位置。 ESTA凭借这种现象称为“自旋转移矩”,这是纺丝电子当颠簸基本上磁性材料翻转ITS磁取向。

在“工作的研究人员的功率加强他们注入自旋自旋波导致产生一定的农人的。这实际上吸引的带动走向波源的墙。在这样做的,墙上被天线下的被卡住 - 这实际上使得不能调制波和确保ESTA状态均匀磁化。

使用一种特殊的磁显微镜,他们发现ESTA方法会导致在墙上,这足以沿块的材料的任何位置它微米级移位。值得注意的是,磁振子自旋转移力矩的机制提出,但没有表现出来,几年前。 “有充分的理由认为这种情况会发生,”刘说。 “我们的实验证明,但究竟会WHOS下会发生这些情况。”

整个电路就像一个水管,刘说。所述阀(畴壁)控制水(自旋波)如何流过管(材料)。 “但是,你也可以试想一下,水的压力如此之高,它打破了关阀,并推动它的下游,”刘说。 “如果我们施加足够强的自旋波,我们可以移动磁畴壁的位置 - 除了它移动略微上游,而不是下游。”

这种创新使实际能波为主计算为特定的任务,信号 - :如处理技术,被称为“快速傅里叶变换”。接下来,研究人员希望能够建立一个工作波电路可以执行基本的计算。除此之外,他们必须优化材料,降低了潜在的噪声信号,并进一步研究如何快速可以通过移动周围的磁畴壁切换他们状态之间。 “这是未来我们的待办事项列表,”刘说。


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