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科学家用太赫兹脉冲驱动自旋晶格控制,加速数据存储技术开发

前瞻网 2022-01-09 16:33

 

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来自科隆大学、奈梅亨拉德堡大学、Ioffe研究所和普罗霍罗夫普通物理研究所的一个国际研究小组发现了一种利用超短太赫兹(THz)脉冲(1太赫兹为1012赫兹)控制自旋晶格相互作用(Spin-lattice interaction)的新机制。

目前,磁性数据记录是数据存储技术的主要方法。据估计,不久之后,世界上7%以上的能源生产将用于数据存储中心。因此,人们迫切需要开发新的技术,以高效节能的方式快速处理和存储数据。

自旋晶格相互作用在磁记录过程中起着决定性的作用,自旋是电子的基本磁矩,其方向控制(向上和向下)是现代二进制计算机系统的基础。 科学家们在他们的研究中使用了特殊的反铁磁体。在这种材料中,电子的有序自旋以规则的模式排列,相邻的自旋指向相反的方向。这些材料中自旋的集体运动,即所谓的自旋波,通常比传统铁磁材料中的同类运动快10倍。与电子相反,这种自旋波实际上不与晶体晶格相互作用,因此可以在微观距离上运动而没有损失。

在未来,自旋电子学可以取代传统的电子学,并作为磁性材料中的信息载体发挥作用。这为更快、更有效的数据处理带来了潜力。

科隆大学实验物理研究所光学凝聚态科学组的高级研究员Evgeny Mashkovich博士说:“我们的研究表明,我们现在可以控制晶格和自旋波之间的相互作用,并使其成为强相互作用。我相信,这一发现是朝着未来超快数据处理和高效数据存储的概念性新技术迈出的重要一步。”

该研究论文题为'Terahertz light–driven coupling of antiferromagnetic spins to lattice',已发表在《科学》期刊上。

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责任编辑: 3976DBC

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