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139777.com手机客户端下载网上娱乐场:Magnonic纳米纤维为新型计算机开辟了道路

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磁性提供了创建功能更强大,139777.com手机客户端下载网上娱乐场:更节能的计算机的新方法,但是在纳米级实现磁性计算是一项艰巨的任务。Kaiserslautern,Jena和Vienna的一个联合小组在《Nano Letters》杂志上报道了使用电磁波进行超低功率计算领域的一项重要进展。

磁体的磁性顺序中的局部扰动会以波的形式在整个材料上传播。这些波称为自旋波,其相关的准粒子称为磁振子。凯瑟斯劳滕工业大学,Innovent eV耶拿大学和维也纳大学的科学家以在研究领域中的专业知识而著称,这些技术被称为“磁子学”,该技术利用磁子来开发新型计算机,从而有可能补充传统的基于电子的处理器如今。

“新一代使用磁振子的计算机可能会更强大,并且首先消耗更少的能量。一个主要的先决条件是我们能够制造出所谓的单模波导,这使我们能够使用基于波的先进信号处理方案,”该项目的主要科学家之一,初级教授Philipp Pirro说。“这需要将我们的结构的尺寸推到纳米范围。例如,这种导管的开发打开了对受人脑功能启发的神经形态计算系统的开发之门。”

然而,将磁控技术的规模缩小到纳米级是具有挑战性的:“用于磁控应用的非常有前景的材料是钇铁石榴石(YIG)。YIG是一种'贵磁性材料',因为磁振子的寿命比其长100倍。其他材料。”项目负责人维也纳大学的Andrii Chumak教授说。“但是一切都有其代价:如果您尝试用它制造出微小的结构,那么YIG就是非常复杂且难以操作。这就是为什么YIG结构几十年来都具有毫米尺寸的原因,直到现在我们才设法降低到50纳米,大约要小100,000倍。”

为此,在凯瑟斯劳滕工业大学的纳米结构中心开发了一项特殊的新技术,该技术使用了耶拿Innovent eV的合作者Carsten Dubs博士生产的YIG膜。在YIG的顶部制作了一层薄金属层(称为掩模),使大部分薄膜暴露在外。然后,样品被强力的氩离子流轰击,从而去除了YIG未被保护的部分,而掩模下面的材料则保持不变。然后,去除金属掩膜,露出成品YIG的50nm细条。

“确保整个工艺成功的关键是为面罩找到合适的材料,找出其厚度,并调整数十种不同的参数,以保存YIG的特性,”该产品负责人BjörnHeinz说。该论文的作者。“经过几年的研究,我们终于找到了我们要寻找的铬和钛层组合的东西。”

YIG结构的宽度大约比人的头发的厚度小一千倍。成功构造之后,科学家们继续研究磁振子的传播,以评估纳米级YIG结构是否保持了YIG膜的优异材料性能。

亨氏说:“我们能够证明结构化过程仅对这种材料的出色性能产生很小的影响。” “此外,我们能够通过实验证明,磁振子能够像以前理论上所预测的那样,有效地在管道中长距离有效地承载信息。这些结果是磁导电路开发的重要里程碑,并证明了基于磁振子的数据处理的一般可行性”。

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