無(wú)論是智能手機(jī)，筆記本電腦還是大型機(jī)：信息的傳輸，處理和存儲(chǔ)當(dāng)前都基于一類(lèi)材料，就像大約60年前的計(jì)算機(jī)科學(xué)一樣。但是，一類(lèi)新型的磁性材料可以將信息技術(shù)提升到一個(gè)新的水平。反鐵磁絕緣體的計(jì)算速度比傳統(tǒng)電子設(shè)備快一千倍，而熱量卻少得多。組件可以更緊密地組裝在一起，邏輯模塊因此可以變得更小，由于電流組件的熱量增加，到目前為止，邏輯模塊受到了限制。

室溫下的信息傳遞

迄今為止，問(wèn)題在于反鐵磁絕緣體中的信息傳遞僅在低溫下有效。但是，誰(shuí)愿意將智能手機(jī)放在冰箱中才能使用呢?約翰內(nèi)斯·古騰堡大學(xué)美因茨(JGU)的物理學(xué)家現(xiàn)已與CNRS / Thales實(shí)驗(yàn)室，CEA格勒諾布爾和法國(guó)國(guó)家高場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)人員以及量子自旋電子學(xué)中心的理論人員一起消除了這一缺點(diǎn)(QuSpin)，挪威科技大學(xué)。JGU科學(xué)家安德魯·羅斯(Andrew Ross)說(shuō)：“我們能夠在室溫下在標(biāo)準(zhǔn)反鐵磁絕緣體中傳輸和處理信息，并且能夠進(jìn)行足夠長(zhǎng)的距離，從而能夠進(jìn)行信息處理。” 研究人員使用的氧化鐵(α-的Fe 2O 3)，鐵的主要成分，作為反鐵磁絕緣體，因?yàn)檠趸F廣泛存在且易于制造。

磁絕緣子中的信息傳遞是通過(guò)激發(fā)稱(chēng)為磁振子的磁階來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它們以波浪的形式通過(guò)磁性材料移動(dòng)，類(lèi)似于在石頭被扔進(jìn)池塘后，波浪在池塘的水面中移動(dòng)的方式。以前，人們認(rèn)為這些波必須具有圓極化，以便有效地傳輸信息。在氧化鐵中，這種圓極化僅在低溫下發(fā)生。但是，即使在室溫下，國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)也能夠在極長(zhǎng)的距離內(nèi)傳播磁振子。但是那是怎么工作的呢?

“我們意識(shí)到，在具有單一平面的反鐵磁體中，兩個(gè)線(xiàn)性極化的磁振子可以重疊并遷移在一起。它們相互補(bǔ)充，形成近似圓形的極化，”巴黎CNRS / Thales聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室研究員Romain Lebrun博士解釋說(shuō)。以前在美因茨工作過(guò)的人 “在室溫下使用氧化鐵的可能性使其成為開(kāi)發(fā)基于反鐵磁絕緣體的超快速自旋電子器件的理想場(chǎng)所。”

極低的衰減可實(shí)現(xiàn)節(jié)能傳輸

信息傳輸過(guò)程中的一個(gè)重要問(wèn)題是，在磁性材料中移動(dòng)時(shí)，信息丟失的速度有多快。這可以通過(guò)磁阻尼的值進(jìn)行定量記錄。“該氧化鐵檢查具有曾經(jīng)被報(bào)道在最低磁衰減的一個(gè)磁性材料JGU物理研究所的MathiasKläui教授解釋說(shuō)：“我們預(yù)計(jì)，強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù)將顯示其他反鐵磁材料的衰減也類(lèi)似，這對(duì)于新一代自旋電子器件的開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。我們正在與挪威QuSpin的同事進(jìn)行長(zhǎng)期合作，以追求如此低功率的磁性技術(shù)，我很高興看到這項(xiàng)合作產(chǎn)生了另一項(xiàng)令人振奮的工作。”

這項(xiàng)研究最近發(fā)表在《自然通訊》上。