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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。材料中多个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，材料中的自旋可生成自旋波。
自旋波已被用于制造独立元件，例如将二进制输入信号处理为二进制输出信号的逻辑门，或用于选择多种输入信号之一的多路复用器。然而迄今为止，这些元件尚未相互连接形成更大电路。"诸如电子设备中使用的大型网络尚未实现，部分原因在于连接独立开关元件的波导中存在强烈的自旋波衰减——尤其当波导宽度小于微米尺度而处于纳米量级时，"鲁道夫·布拉特施韦特解释道。
该研究组采用目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磁性材料的110纳米薄膜上刻蚀出独立的自旋波波导，并构建出包含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。
本项目由德国研究基金会（DFG）在1459号合作研究中心"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
2025-08-22
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