实验证实磁纳米接触可使自旋波“繁殖” 2011-09-10
本报讯 (记者刘霞)据美国物理学家组织网9月8日(北京工夫)报道，瑞典科学家首次通过实验证明，10年前科学家提出的磁性纳米接触会让纳米尺度的自旋波“繁殖”这一理论与观察结果吻合。科学家们表示，最新研究表明，未来，纳米尺度的自旋波在手机和无线网络等诸多方面可取代微波，基于自旋波理论研制出的元件也更小、更便宜、资源消耗更少。相关研究发表于《自然·纳米技术》杂志上。
两年前，瑞典哥德堡大学和皇家工学院的科学家开始这项研究，主要目的是证明磁性纳米接触可让自旋波“繁殖”。去年秋天，该研究团队在电子测量装备的帮助下证明了自旋波的存在，并在《物理学评论快报》杂志上发表了相关论文。
在最新研究中，科学家们制造出直径约为40纳米的纳米接触，自旋波被造于3纳米厚的一薄层镍铁合金内，模拟显示，磁性纳米接触会让自旋波像水波一样扩展。“最新研究的成功要归功于我们构建磁纳米接触的方法以及我们和意大利佩鲁贾大学联合实验室拥有的特别显微镜。”哥德堡大学物理学教授、应用自旋电子学研究小组的负责人乔汉·克尔曼表示。实验所用的显微镜是全球最先进的三种自旋波显微镜之一，其使科学家们能看到元件的动力学特征，分辨率约为250纳米。
科学家们表示，最新研究有望开辟出一个研究纳米尺度磁波的全新研究领域——“磁光子学”。“最新研究预示着磁光子装备和电路的研发工作即将加快步伐。令人尤为快乐的是，简朴的直流电就可为这些磁光子元件提供电力，接着，直流电在微波波段会转化为自旋波，这些波的频率可由电流直接控制，这些装备可能会因此具有全新的功能。”克尔曼表示。
克尔曼认为，在接下来的几年内，磁光子研究领域有望取得突飞猛进的发展。这种磁光子技术兼具磁学—光学和金属特性，这意味着，其能被整合入传统以微波为基础的电子电路中。与传统的微波技术相比，磁光子元件更合适小型化、微型化。
能观察到如此微尺度的自旋波扩展，这在纳米科学蓬勃发展之前，恐怕连想都不敢想。作为全新领域，磁光子学可能在使元件小型化和多元件集成上有不俗表现，不过这是后话，但分辨率达250纳米的显微镜本身已充足让人布满期许。正如文中所说，该研究的成功，很大程度上就要归功于这种显微镜。据统计，20世纪的诺贝尔奖中，有40%来自交叉领域，科学技术发展到今天，早已过了闭门单干的年代，哪怕再小的发现和进步，体现的都是众人拾柴、协同创新的力量。
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