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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，也被描述为内禀角动量。材料中众多自旋的排列决定了其磁特性。如果通过天线向磁性材料施加交流电，从而产生变化的磁场，材料中的自旋就能产生自旋波。
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，或从多个输入信号中选择其一的复用器。然而迄今为止，这些组件尚未被连接形成更大规模的电路。鲁道夫·布拉茨奇尔解释道："像电子设备中那样的大型网络尚未实现，部分原因在于连接各开关元件的波导中自旋波衰减严重——尤其是当波导宽度小于一微米，即处于纳米尺度时。"
该研究小组采用了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，并构建了一个包含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。
德国科学基金会（DFG）在合作研究中心1459"智能物质"项目框架下资助了该研究。
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
2025-08-31
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