EXAMEN

Récemment, des chercheurs de l'Université de Purdue ont créé un nouveau terrain d'essai pour le système quantique. Dans ce site d'essai, ils peuvent ouvrir et fermer une interactions de particules spécifiques, ce qui devrait apporter de nouveaux progrès dans le domaine de la spintronique.

fond

électronique de transport Spin devrait changer complètement notre impression d'appareils électroniques, en particulier dans le domaine de l'informatique. des dispositifs de charge électronique standard du dispositif électronique à l'information de codage, et spintronique dépendre d'une autre caractéristiques électroniques intrinsèques: rotation. Il peut être comprise comme un moment angulaire de spin, ou « haut » ou « bas ».

(Source: Référence [2])

spintroniques dispositifs devraient être plus rapides que les appareils électroniques traditionnels, et plus fiable, car spin peut être changé rapidement, et de réduire la consommation d'énergie de ces dispositifs (pour éviter les problèmes de chaleur causées par la charge).

dispositif de LED de spin à base MAPbBr3 (Source: Référence [3])

All-carbone de spin dispositif logique (Source: Référence [4])

Cependant, spintronique encore très jeune, afin d'améliorer le contrôle de l'information de spin, il y a beaucoup de problèmes à résoudre les chercheurs. L'une des zones les plus en difficulté de cette question complexe est le message porté par le spin des particules, aussi connu comme « courants de spin », il est de savoir comment se désintégrer au fil du temps.

Génie électrique et informatique à l'étudiant diplômé de l'Université Purdue Chuan-Hsun Li a déclaré: « Nous utilisons ces signaux pour exécuter des dispositifs de spintronique et d'étudier leur travail, mais ces signaux sont atténués que nous avons besoin d'un bon service de téléphone lorsque vous appelez la même chose. nous voulons que ce signal est fort. quand la désintégration de courant de spin, nous allons perdre le signal ".

Dans le monde réel, pas indépendant de leurs objets électroniques environnants existent, diffèrent de nos attentes. Ils interagissent avec d'autres particules, mais aussi l'interaction entre les différentes caractéristiques de leur propre. des particules de spin (propriétés intrinsèques) et la dynamique de l'interaction entre les rails (caractéristiques extrinsèques) est appelé « couplage spin-orbite (couplage spin-orbite) ».

innovation

Récemment, des chercheurs de l'Université Purdue dans un article publié dans « Nature Communications (Nature Communications) » un nouveau document dans le journal, a déclaré l'interaction entre le couplage spin-orbite, ainsi qu'avec d'autres particules, peut améliorer de manière significative une espèces appelées « Bose - Einstein condensat (BEC) » l'écoulement du fluide d'amortissement de spin quantique.

(Source: Université Purdue Center for Quantum)

Li a dit: « Les gens veulent manipuler l'information de spin, il peut être utilisé à l'information de codage, et une méthode de le faire est l'utilisation des mécanismes physiques, tels que le couplage spin-orbite, cependant, cela apportera quelques inconvénients, tels que la perte d'informations de spin. ".

technologie

Cette expérience fait en génie électrique et informatique, Université Purdue, Département du laboratoire de Physique Astronomie Professeur Yong Chen et. Dans le laboratoire, son équipe a créé un BEC quelque chose collisionneur micro-particules similaires. Laser, la chambre à vide est capturée atomes de rubidium -87 et refroidi à près de zéro absolu. (Ventilateurs physiques pourraient rappeler, la technologie de refroidissement laser a reçu le prix Nobel de physique en 1997, et a remporté la capture laser 2018 Prix Nobel de physique.)

(Source: Référence [5])

A ce moment, l'atome devient BEC: substance la plus froide, cinquième état le plus mystérieux.

Cinq états de la matière, le fond est le quantum de la matière condensée (Source: Johan Jarnestad / Académie royale suédoise des sciences)

Avec des atomes de refroidissement, ils commencent à présenter les mêmes caractéristiques que la vague. Dans un tel état quantique, ils se perdent, qui se chevauchent les uns les autres, ne se comportent en tant qu'individu. Bien que techniquement pas un gaz BEC, mais le gaz était probablement la meilleure méthode de description. Quantique accidentellement appel Physiciens ou un gaz fluide quantique.

Bose - Einstein condensat (Source: Université Aalto)

Dans le mini-quantique fluide à l'intérieur Collider, l'équipe de Chen laisser deux spins mutuellement opposés BEC collision violente. Comme deux nuages de gaz dans le cadre de leur pénétration mutuelle pour libérer du cyclone.

Chen a dit :. « Quand vous laissez deux condensé sur l'accident avec beaucoup de phénomène étonnant au premier abord, ils sont super fluide, mais quand ils sont sur le crash, une partie de la force de friction entre eux dans le gaz chaud que possible. contrôler tous les paramètres, il est donc une étude de ce type de succès système vraiment efficace ».

valeur

Avec ce système, les chercheurs peuvent ouvrir et fermer le couplage spin-orbite, afin d'isoler l'impact du couplage spin-orbite courant de spin. Cet effet ne peut être atteint grâce à des matériaux solides dans l'électronique, il reflète simplement la puissance du système tel.

Les soi-disant gaz quantiques que les humains peuvent créer le propre système. Lorsqu'il n'y a pas de confusion, ce qui devrait créer un courant de spin pur, et d'étudier leurs propriétés. Chen espère continuer à utiliser ce site de test et leurs bosons de spin du flux, explorer les nombreux problèmes fondamentaux de la dynamique de spin quantique et les aspects de transport.

Il a dit: « Les électronique de spin quantique et d'autres technologies connexes est un défi important est de réduire nos distances plus longues, l'atténuation de l'information plus diffuser sur le nouveau couplage spin-orbite rotation des connaissances, va aider les gens à se réduire. de nouvelles perspectives dans la pourriture, et devrait concevoir un meilleur dispositifs de spin ".

mot-clé

Spintronique, physique, quantique

Documents de référence

[1] https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2019/Q1/new-quantum-system-could-help-design-better-spintronics.html

. [2] Y. S Bodnar et al, écriture et lecture antiferromagnétique Mn2Au par Néel couples spin-orbite et une grande magnétorésistance anisotrope, Nature Communications 9, 24 Janvier 2018, DOI 10.1038 :. / s41467-017-02780-x

[3] Jingying Wang, Zhang Chuang, Haoliang Liu, Ryan McLaughlin, Yaxin Zhai, Shai R. Vardeny, Liu Xiaojie, Stephen McGill, Dmitry Semenov, Hangwen Guo, Ryuichi Tsuchikawa, Vikram V. Deshpande, Dali Sun, Z. Valy Vardeny . dispositifs de Spin-opto-électronique à base de pérovskites de trihalogénures organiques-inorganiques hybrides Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI 10.1038 :. / s41467-018-07952-x

[4] Joseph S. Friedman et al, en cascade logique spintronique avec du carbone de faible dimension, Nature Communications (2017) :. DOI 10.1038 / ncomms15635

[5] Chuan-Hsun Li, Qu Chunlei, Robert J. Niffenegger, Su-Ju Wang, Mingyuan Il, David B. Blasing, Abraham J. Olson, Chris H. Greene, Yuli Lyanda-Geller, Qi Zhou, Zhang Chuanwei, yong P. Chen Spin génération actuelle et détente dans un Bose-Einstein couplé spin-orbite de trempe condensat Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038 .. / s41467-018-08119-4