聲波工程新發現   超音波與磁力融合的魔法

編譯/高晟鈞

日本理化學研究所的一組研究團隊成功地在薄膜中,實現了磁振子聲子兩種不同形式的波之間的強耦合,這為開發基於混和波的設備開闢了新道路,開創據操作與儲存的新概念。

日本理化學研究所的一組研究團隊成功地在薄膜中,實現了磁振子與聲子兩種不同形式的波之間的強耦合。圖取自Phys.org

電子的極限

目前,人們大多使用的計算類設備都是基於電荷的運動;但由於電子的運動速度有限,其運動產生的能量也大多以熱能散失,除了效率具有瓶頸,也不利於環境的維持。因此科學家們正努力開發利用聲音、光和自旋波等波能量形式的設備,極力解決能量損耗的缺點。

更多新聞: 下一代資訊處理技術  太赫茲雷射如何塑造高速運算的未來

磁振子與聲子的融合

在此研究中,波能以兩種形式表現:磁振子(Magnons),代表著自旋波集體激發的準粒子(量子化),或是;聲子(Phonons),原指晶體中原子集體震盪的準粒子(或諧振子的量子化),此處可以簡單理解為沿薄膜表面構成的波。

研究案的第一作者Yunyoung Hwang表示,目前已經有使用磁振子與聲子的設備被開發出來,但超音波與磁鐵地結合可能帶來資訊與通訊技術的巨大飛越,而兩者融合可能創造一種新穎的混和狀態,形成一把打開資訊處理未來的鑰匙。

剪切聲波

假說已經被提出了許久卻並為實現的一大障礙在於:表面聲波無法很好地與磁鐵連接。對此,研究團隊開發出一種特殊的聲波「剪切聲波」(Shear sound waves),可以更好地與磁鐵結合。

一切的關鍵,在於一個特殊的晶片元件「奈米級表面聲波諧振器」。此種特殊的聲波諧振器可以將超音波限制在特定區域並增強其剪切聲波,使表面波更好地與磁鐵間形成強耦合。最終研究人員得以在室溫下,於Co20Fe60B20薄膜中實現強磁聲耦合。

這項研究有助於開發損耗較小的混和波資訊處理設備,並有望進一步幫助科學家探索量子現象的潛力。

資料來源:Phys.org

瀏覽 201 次

覺得不錯的話就分享出去吧!

發佈留言

Back to top button