印度科学家提出新机制:利用表面声波来精准操控自旋流

技术研究 QuantumWire 2026-06-12 14:22
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2026年6月10日——研究人员发现了一种利用声波产生和控制自旋流的新机制,该机制可降低能耗,有望应用于量子计算,并为下一代通信技术做出贡献。

在现代技术中,对更快、更小、更节能设备的需求日益增长。传统电子学依赖于电荷的移动,这会导致发热和能量损耗。为克服这些限制,研究人员正在探索传输信息的替代方式。一个有前景的方向是自旋电子学,其中信息由自旋而非电荷来承载。在此背景下,磁振子(材料内部磁性扰动的波)正成为潜在的信息载体。它们特别具有吸引力,因为与电子相比,其运行能量损耗要低得多。

来自莫哈利纳米科学与技术研究所(INST)的研究人员提出了一种新机制,利用表面声波(SAWs)来产生和控制基于磁振子的自旋流(自旋波激发)。该研究所是印度科学技术部(DST)下属的自治机构。

博士生Shivam Sharma先生及其导师Abir De Sarkar教授发现了早期研究中的一个空白——早期研究表明表面声波可以影响电子动力学,而磁振子动力学可由量子几何量来支配——他们针对这一空白提出了一种新的理论方法。

他们从零开始建立了一个分析模型,该模型考虑了一种具有类石墨烯结构、且具磁性的二维超薄材料。该材料沉积在压电基底上。利用该模型,他们研究了表面声波对磁振子输运的影响。

他们发现,当表面声波在材料中传播时,会产生微小的形变,这些形变如同有效力(称为伪规范场)一样,会影响磁振子的运动,从而开创了一种利用二维磁体中的表面声波产生自旋流的新方法。

该研究成果发表于《物理评论B》期刊,为低功耗、高效率技术的发展开辟了新可能。

这项工作可应用于低功耗信息处理、应变工程器件(即通过机械形变控制电子或磁行为),尤其与下一代计算领域密切相关,在该领域中,降低能耗是一个关键目标。