Физики обнаружили новое правило в поведении квантовых материалов, которое может изменить наше понимание спиновой динамики. Виктор Риндерт из Лундского университета вместе с коллегами выяснили, как связана магнитная проницаемость материала с частотами магнитного спинового резонанса. Это открытие приближает нас к разработке новых спинтронных устройств, которые могут работать быстрее и потреблять меньше энергии.
До этого считалось, что электрические и магнитные явления в материалах должны быть похожи друг на друга. Но исследование показало, что квантовые колебания решетки и спиновые возбуждения ведут себя по-разному. В твердых телах атомы колеблются вокруг положения равновесия, причем эти колебания имеют определенные энергетические состояния, называемые фононами. Спины же – это вращение частиц вокруг своей оси в магнитном поле.
Открытие заключается в том, что зависимость магнитной проницаемости от частоты спиновой прецессии оказалась линейной, в то время как зависимость диэлектрической проницаемости от частоты фононов была квадратичной. Это отражает различие между движением спинов и колебаниями ионов в материалах.
Исследователи использовали нитрид галлия для подтверждения своей теории. Они внедрили атомы железа в кристаллическую решетку и измерили спектры парамагнитного резонанса с высокой точностью. Для этого использовали метод эллипсометрии и сверхпроводящий квантовый интерферометр.
Это открытие позволит лучше понять спиновые свойства материалов и создать новые материалы с определенными характеристиками. Также это поможет в разработке спинтронных устройств и приведет к улучшению квантовых вычислений. В будущем это может привести к появлению компьютеров, работающих на спине электрона, что значительно увеличит их производительность.
© KiberSec.ru – 02.04.2025, обновлено 02.04.2025
Перепечатка материалов сайта возможна только с разрешения администрации KiberSec.ru.
