Tehokkaampaa terahertsitaajuuksien ilmaisua

04.02.2020

UC-Riverside-korkea-magneettinen-resonanssi-Jong-Shi-300-t.jpgRyhmä fyysikoita on löytänyt sähköisen ilmaisumenetelmän terahertsiaalloille, joita on yleensä erittäin vaikea havaita.

Löytö perustuu resonanssi-ilmiöön antiferromagneettisissa materiaaleissa. Nämä materiaalit tarjoavat ainutlaatuisia etuja ultranopeissa ja spinpohjaisissa nanotason laitteiden sovelluksissa.

Tutkijat, joita johti fyysikko Jing Shi Kalifornian Riverside yliopistosta, tuottivat spinvirran antiferromagneetissa ja pystyivät havaitsemaan sen sähköisesti. Tämän saavutuksen tuottamiseksi he käyttivät terahertsisäteilyä magneettisen resonanssin pumppaamiseksi kromiaan.

Antiferromagneeteissa elektronin spinien suunnat kumoavat toisensa ja niillä on myös sisäinen spinin kulmamomentti, jossa spinin pyörimisakseli kiertää pystyakselin ympäri. Kun tämä elektronien prekessiotaajuus vastaa elektroneihin vaikuttavan ulkoisen lähteen sähkömagneettisten aaltojen taajuutta, syntyy magneettinen resonanssi.

Tällaisen magneettisen resonanssin luomiseksi fyysikot operoivat 0,24 terahertsillä. Tämä on sama kuin elektronien prekessiotaajuus kromiassa. Magneettisen resonanssin tuottaman spinvirran tutkijat muuttivat tasajännitteeksi.

"Pystyimme osoittamaan, että antiferromagneettinen resonanssi voi tuottaa sähköjännitteen, spintronisen vaikutuksen, jollaista ei ole koskaan aikaisemmin tehty kokeellisesti", kertoo professori Jing Shi.

Tietoliikenteessä on suuntaus kohti terahertsin mikroaaltoja. Niiden luominen ei ole vaikeaa, mutta niiden havaitseminen on. Työmme on nyt tarjonnut uuden reitin terahertsien havaitsemiseksi sirulla, toteavat tutkijat.

UC-Riverside-korkea-magneettinen-resonanssi-300-t.jpgElektronin spinin prekessio antiferromagneeteissa on paljon nopeampaa kuin ferromagneeteissa, mikä johtaa taajuuksiin, jotka ovat kaksi-kolme suuruusluokkaa korkeammat kuin ferromagneettien taajuudet - mahdollistaen siten nopeamman tiedonsiirron.

Shin ryhmä kehitti kaksikerroksisen rakenteen, joka koostui kromiasta, antiferromagneettisesta eristeestä, jonka päällä oli metallikerros ilmaisimena.

Shi selvittää, että kromiassa olevat elektronit pysyvät paikallisina. Se mikä ylittää rajapinnan on informaatio, joka on koodattu elektronien prekessioon.

"Tämä on ensimmäinen onnistunut puhtaan spinvirran tuottaminen ja havaitseminen antiferromagneettisissa materiaaleissa, mikä on kuuma aihe spintronikassa", Shi toteaa, yliopistonsa tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin:

Näppärä terahertsinen tekniikka

Terahertsit käyttöön

28.05.2020Ennätyskorkeaa datansiirtoa yhdellä lähettimellä
27.05.2020Apua litiummetallisille anodeille
26.05.2020Uusi resepti yhden atomin transistoreille
25.05.2020Ihoanturi seuraa C-vitamiinitasoja hiestä
22.05.2020Kohti kolmatta ulottuvuutta
21.05.2020Nopempi koherentti LiDAR
20.05.2020Rautaa rajalle, vaikka ruosteisenakin
19.05.2020Uudenlaisen kvanttitutkan prototyyppi
18.05.2020Löytää edullisesti radioaaltoja
16.05.2020Suprajohtavuutta ja topologiaa

Siirry arkistoon »