旋转的速度限制

多普勒效应使得激励的琼精琴在右手侧(红色波浪)上移动时比左手(蓝色)在源极(黄色)兴奋时移动。
陶宇/硕士

磁绝缘体是迷人的材料,其中电子旋转可以形成电流而不需要任何电流。这样的自旋电流可以用于传输信息。现在,硕士学位,天津大学(中国)和东北大学(日本)的理论研究小组在物理审查信中报告,当磁场均衡出来时,通用多普勒效应限制了磁绝缘体中的最大自旋电流。这一发现是一种令人惊讶的类比,对由电场驱动的超导体中发生的事情,并且可以为未来纳米设备提供具有计算科学和电力应用的基本设计原理。

磁铁在每台计算机中形成关键组件,以获取信息存储。他们的电子的旋转,很像小罗盘针,所有点在一个方向上并维持波浪状激动 - 所谓的千块子。MAGGONS几乎不受高质量的电绝缘体移动,电阻带有电阻的电阻或加热。大型'MAGNON电流'是携带信息的有效方式,它在闪蒸的主要追求,这使得基于旋转的技术对低功耗信息和通信技术具有高度吸引力。

然而,当大量千元在相同方向上移动时,它们相互互相扰乱,并且它们的流动变得粘稠,如蜂蜜。它们的粘度随着旋转电流的强度而增长,使得隆起变得越来越困难。这引出了问题:当Magnons彼此强烈相互作用时,甚至可以在磁体中平稳地存在并在磁体中平稳地流动的大型旋转电流。

现在,由MPSD引领的理论团队揭示了磁绝缘体中的旋转电流的基本速度限制,并确定了超导体中的电荷电流的密切相似性,这种速度限制的基本原因在于所谓的多普勒效应,这导致了所谓的多普勒效应旋转电流逐一旦移动太强烈 - 就像一个救护车,一旦它传递给我们,就像救护车一样听起来不同。多普勒效应描述了波频的变化,这取决于两个物体之间的相对运动。一旦电子电流变得太大,就已经变得不稳定的超导体中已知这种效果,但是现在研究人员在磁绝缘体中发现了类似的效果,突出了诸如旋转运输中的肉桂粘度的作用。

当通过带状线微波刺激磁性薄膜时,仅沿一个方向流动的旋转电流(MAGNON)兴奋 - 但这只能在手性旋转泵送效果断裂之前发生在一定水平。使用先进的理论概念和广泛的数值模拟,该团队证明了巨大的频率由拖动振值的旋转电流调制。简单地不允许搅拌器变为负,这反过来限制了磁性材料可以维持的最大旋转电流。

“磁性薄膜的预测多普勒效应是所需概念等待实验观察的狭窄肉质气体粘度的意外后果,”来自东北大学的Gerrit Bauer教授说。“我们惊讶地发现磁绝缘体和超导体之间的这种类比”,在MPSD添加了陶宇,第一作者和邮政编码。“尽管它们相似,但这些系统在基本层面不同。与费用不同,榴堵不保守并以更复杂的方式行事。看到物理法律的普遍性在非常不同的系统中令人兴奋。“

研究人员还期望其理论可以扩展到其他磁性现象和系统,例如磁化纹理或抗铁磁体,其中旋转粘度远低得多。“我们只开始了解旋转粘度的影响,”Michael Sentef,MPSD集团领导人解释道。“基于磁铁中的巨大的Magnon数量,已经存在Magnon Instability的演示,但旋转阻力的不稳定性是不同的场景。”陈王,天津大学教授,预测:“多普勒效应的榴弹速度的变化取决于磁振的流动方向,因此对于将来可能对逻辑器件有用的旋转的二极管。”

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

陶宇,铅作者:tao.yu@mpsd.mpg.de

OriginalPublikation:

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/physrevlett.126.137202

Weitere信息:

https://www.mpsd.mpg.de/536352/2021-03-yu-dpler.

媒体联系人

Jenny Witt Presse-undÖffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institutfürstruktur und Dynamik der Materie

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