自旋波干涉儀為節能信息處理設備鋪平道路

上圖所示為分解的磁振子干涉儀與干涉圖案情況。圖片來源：2018年美國化學學會。

研究人員設計了一種干涉儀，能夠與磁性的准粒子一起工作，稱為磁光，而不是像傳統干涉儀那樣的光子。雖然磁振子信號具有離散的相位，這些相位通常不能連續地改變，但自旋波干涉儀可以產生磁振子信號的連續變化。在未來，這種能力可以用來設計自旋波集成電路和其他自旋波設備，克服了他們的電子同行所面臨的一些限制。

研究人員Yun-Mei Li, Jiang Xiao, 和Kai Chang在最近一期的《納米快報Nano Letters》雜誌上發表了一篇關於他們對於自旋波的研究的論文。

磁子的一個特徵是它們的離散和拓撲性質，因為它們攜帶固定量的能量，並且可以被認為是量子化的自旋波。磁子的這種特性使得它們對局部擾動和禁止後向散射過程具有魯棒性，例如焦耳加熱和局部缺陷，這常常在電子設備中造成損失。出於這個原因，研究人員正在研究使用磁子電流代替電流來在高效的信息處理系統中傳輸和處理信息的可能性。

然而，控制磁極需要連續改變磁子信號的能力，這是具有挑戰性的。在這篇新的論文中，研究人員通過製造由磁性絕緣體釔鐵石榴石組成的人造微晶晶體製成的波導來實現這一點。它們表明，從兩個具有三角形孔的相反方向的自旋波晶體之間的界面出現了自旋波模。這些自旋波模式具有對後向散射免疫並在傳播過程中保持高度相干的理想特性，使得能夠在能夠連續改變自旋波信號的自旋波干涉儀中使用它們。

為了證明這一假設，研究人員使用了自旋波干涉干涉儀來分割一個巨大的光束，將其發送到兩個傳播路徑，並引導光束的兩個部分再次相遇。以這樣的方式操縱波束，研究人員可以在位於光束路徑一端的檢測器處實現自旋波信號的連續變化。

「干涉儀對外部磁場非常敏感，因為非常弱的磁場（大約1高斯）就可以可以顯著改變信號，」Chang說。

研究人員預計，在未來，干涉儀以這種方式控制微音器信號的能力或許能用於設計一種能夠避免傳統電子設備中損失的自旋波信息處理設備。

來源：https://phys.org/news/2018-05-magnonic-interferometer-paves-energy-efficient-devices.html

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