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마그논 운동이 왜 그렇게 중요한가요?
하나의 마그논의 회전 방향이 영향을 미칠 수 있습니다.그 이웃의 같은 움직임으로, 그 다음 다른 입자로, 등등. 이 과정은 스핀파를 생성합니다. 잠재적으로 전기를 사용하는 것보다 스핀파를 사용하여 정보를 더 효율적으로 전달할 수 있습니다. Magnon 자체는 양자 비트를 강력한 컴퓨터에 "접착"하는 양자 상호 연결 역할을 할 수 있습니다.
무엇이 문제입니까?
마그논은 엄청난 잠재력을 갖고 있지만,부피가 큰 실험실 장비 없이는 탐지하기 어려운 경우가 많습니다. 이러한 설치는 실험 수행에는 적합하지만 장치 개발(예: 마그논 장치 및 스핀트로닉스)에는 적합하지 않습니다.
그러나 마그논의 관찰은 다음과 같이 단순화할 수 있습니다.적절한 재료로. 예를 들어, 자기 반도체 - 크롬 브롬화물 황화물(CrSBr). 그것은 실험실에서 합성된 원자적으로 얇은 2차원 층으로 나눌 수 있습니다.
해결책이 있다
새로운 연구에서 직원들은Columbia, Washington, New York 대학과 Oak Ridge 국립 연구소는 CrSBr의 마그논이 다른 준입자인 엑시톤과 쌍을 형성할 수 있음을 보여주었습니다. 그것의 특이성은 그것이 빛을 방출한다는 것인데, 이는 물리학자들이 회전하는 준입자를 "볼" 수 있다는 것을 의미한다.
과학자들은 무엇을 했습니까?
빛으로 마그논을 교란시켜 진동을 관찰했습니다.육안으로 거의 볼 수 있는 근적외선 범위의 엑시톤으로부터 발생합니다. 즉, 과학자들은 처음으로 간단한 광학 효과를 사용하여 마그논을 관찰했습니다. 결과는 양자 변환, 즉 한 에너지 양자가 다른 에너지 양자로 변환되는 것으로 생각할 수 있습니다.
마그논과 엑시톤의 융합으로 물리학자들은 입자가 회전하는 방향을 볼 수 있습니다. 이것은 여러 양자 응용에 중요합니다. 크레딧: 유충주
엑시톤의 에너지는 4배 더 높습니다.마그논 에너지. 이제 연결될 때 마그논의 작은 변화를 쉽게 관찰할 수 있습니다. 언젠가는 변환을 통해 엔지니어가 양자 정보 네트워크를 구축할 수 있습니다(회전에 따라 양자 비트에서 정보를 얻음). 일반적으로 네트워크는 서로 밀리미터 내에 배치되어야 하며 광섬유를 통해 수백 킬로미터의 정보를 전달할 수 있는 에너지 형태인 빛으로 변환해야 합니다.
과학자들에 따르면, 실험 중에 그들은 다음과 같이 지적했습니다.일관성 시간은 진동이 지속될 수 있는 시간입니다. 따라서 실험에서 계획된 5나노초 제한보다 훨씬 오래 지속되었습니다. 이 현상은 7마이크로미터 이상으로 확장될 수 있으며 CrSBr 장치가 단 두 개의 원자 두께 층으로 만들어진 경우에도 지속될 수 있습니다.
어디로 이어지는가?
이 모든 것이 나노 규모의 개발을 단순화합니다.스핀트로닉 장치. 언젠가는 현대 전자 제품의 효과적인 대안이 될 것입니다. 전류의 전자가 움직일 때 저항을 받는 것과 달리 스핀파에서는 입자가 실제로 움직이지 않습니다.
다음은 무엇입니까?
앞으로 연구자들은 양자를 연구할 것입니다.CrSBr 및 기타 후보 물질의 정보 잠재력. 예를 들어, 과학자들은 CrSBr과 약간 다른 특성을 가진 다른 종류의 자기 반도체에서 마그논-엑시톤 커플링을 찾을 수 있습니다. 결과적으로 재료는 더 넓은 범위의 색상으로 빛을 방출할 수 있습니다.
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표지 사진: 아르곤 국립 연구소