院况简介
北京前沿科学技术研究院（简称“北前科学院”）成立于2016年9月，北前科学院，是由北京中科光析科学技术研究所，北检（北检）检测技术研究院，标检（北京）质量检测中心等科研单位，组建成立的独立科学科研机构，致力于前沿科学领域的研究与创新人才培养，科学技术转移孵化等，世界前沿新科学普及传播。 更多简介 +
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电子自旋是一种量子力学量，亦被描述为内禀角动量。材料中大量自旋的排列决定了其磁性。若通过天线向磁性材料施加交流电，从而产生变化磁场，材料内的自旋可生成自旋波。
自旋波已被用于制造独立组件，例如将二进制输入信号处理为二进制输出信号的逻辑门，或选择多种输入信号之一的多路复用器。然而迄今为止，这些组件尚未连接形成更大规模电路。鲁道夫·布拉特施茨解释道："更大规模网络（如电子设备中使用的网络）尚未实现的部分原因在于：连接单个开关元件的波导中自旋波存在强烈衰减——特别是当波导窄于一微米即处于纳米尺度时。"
该研究团队采用了当前已知衰减最低的材料：钇铁石榴石（YIG）。研究人员使用硅离子束在这种110纳米厚的磁性材料薄膜上刻蚀出独立的自旋波波导，并制作出包含198个节点的大型网络。这种新方法能灵活且可重复地制造高质量的复杂结构。
本项目由德国科学基金会（DFG）在合作研究中心1459"智能物质"框架下资助。
Journal Reference:
Jannis Bensmann, Robert Schmidt, Kirill O. Nikolaev, Dimitri Raskhodchikov, Shraddha Choudhary, Richa Bhardwaj, Shabnam Taheriniya, Akhil Varri, Sven Niehues, Ahmad El Kadri, Johannes Kern, Wolfram H. P. Pernice, Sergej O. Demokritov, Vladislav E. Demidov, Steffen Michaelis de Vasconcellos, Rudolf Bratschitsch.Dispersion-tunable low-loss implanted spin-wave waveguides for large magnonic networks.Nature Materials, 2025; DOI:10.1038/s41563-025-02282-y
2025-08-02
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