计算机通过穿过微小电路和电线的电流处理和传输数据。由于这些电流遇到电阻，它们产生的热量会破坏这些设备的效率甚至安全性。

为了最大限度地减少热量损失并优化低功耗技术的性能，研究人员正在探索其他方法来处理可能更节能的信息。美国能源部(DOE)阿贡国家实验室研究人员正在探索的一种方法涉及操纵电子的磁自旋，这是一个称为自旋电子学的科学领域。

“在自旋电子学中，你可以将信息视为指向一个方向的磁铁，另一个磁铁指向相反的方向，”阿贡材料科学家阿克塞尔霍夫曼说。“我们对如何在应用中使用磁激发感兴趣，因为以这种方式处理信息比通过电荷传输信息所消耗的能量更少。”

在纳米快报发表的一份报告中，霍夫曼和其他研究人员揭示了磁绝缘子特性的新见解，这是低功率器件应用的候选者; 他们的见解形成了早期的踩踏石头，用于开发使用电子自旋而不是充电来传输信息的高速，低功耗电子设备。

他们研究的材料是钇铁石榴石(YIG)，它是一种磁性绝缘体，能够有效地产生和传递自旋电流并消耗很少的能量。由于其低功耗，YIG已被用于微波和雷达技术，但最近发现的与YIG相关的自旋电子效应促使研究人员探索潜在的自旋电子应用。

在他们的报告中，Argonne研究人员描述了当材料暴露于电流时与YIG的小规模样品相关的自旋动力学。

“这是第一次让任何人测量这样小的样本大小的旋转动力学，”Argonne博士后任命和该报告的第一作者Benjamin Jungfleisch说。“了解小尺寸的行为至关重要，因为这些材料需要很小，才有可能成功地集成到低功耗设备中。”

研究人员使用电子束光刻技术将YIG样品连接到铂纳米线上，形成了微米级的YIG /铂结构。然后，他们通过铂金发送电流来激发YIG并驱动自旋动力学。然后，他们进行电气测量以表征磁化动力学，并通过缩小YIG来测量这些动态变化的方式。

霍夫曼说：“当材料缩小时，它们可以以不同的方式表现，这可能会成为识别和实现潜在新应用的障碍。” “我们观察到的是，虽然当YIG变小时会有一些小细节发生变化，但似乎没有一个根本障碍阻止我们使用我们用于小型电子设备的物理方法。”

版权说明： 本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

标签：