Физикам удалось увидеть вращение магнонов в двухмерном материале

Магноны обладают огромным потенциалом, но зачастую их сложно обнаружить без громоздкого лабораторного оборудования, которое недоступно для разработчиков магнонных устройств и так называемой спинтроники. Однако в США нашли способ упростить этот процесс при помощи двухмерного магнитного полупроводника толщиной в один слой атомов.

Все магниты, от тех, что висят на холодильнике до мощных, в исследовательских лабораториях, содержат вращающиеся квазичастицы магноны. Направление вращения одного магнона может влиять на соседний, и так далее, запуская спиновые волны. С их помощью передавать информацию потенциально эффективнее, чем через электричество, и магноны могут служить «квантовыми связями», которые «склеивают» кубиты в квантовых компьютерах.

Группа исследователей из Колумбийского университета, Университета Вашингтона, Нью-Йорского университета и Национальной лаборатории Ок-Ридж показала, что магноны в полупроводнике из сульфобромида хрома (CrSBr) могут составлять пары с другой квазичастицей экситоном, которая излучает свет. Это дает возможность увидеть вращающиеся квазичастицы, пишет Phys.org.

«Впервые мы можем видеть магноны с помощью простого оптического эффекта», — сказал Чжу Сяоян, один из исследователей.

Они видны благодаря квантовому переносу или конверсии одного «кванта» энергии в другой. Энергия экситонов на четыре порядка больше, чем у магнонов. И теперь, поскольку они прочно соединены, ученые могут без труда следить за изменениями в магнонах. Этот перенос в будущем позволит создавать сети квантовой информации, которые будут переносить кубиты данных с помощью света на сотни километров по оптическим кабелям.

Примечательной оказалась и длительность когеренции, или времени осцилляции экситонов в результате воздействия света на магноны. Она продолжалась намного больше лимита в пять наносекунд. Дальность передвижения этого феномена составила семь микрометров. И даже в CrSBr толщиной один атом этот феномен продолжал работать, что дает надежду на создание сверхтонких спинтронных устройств.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (1 vote)
Источник(и):

ХайТек+