Các nhà vật lý tạo ra các sóng spin ở cấp độ nano
Từ trường xoay chiều mạnh có thể dùng để tạo ra một dạng sóng spin chỉ được dự đoán về mặt lý thuyết.
Mới đây nó đã đạt được lần đầu tiên với nỗ lực của một nhóm các nhà vật lý trường đại học Halle-Wittenberg Martin Luther (MLU). Họ miêu tả kết quả trong công trình xuất bản trên Nature Communications và cung cấp các hình ảnh trên kính hiển vi các sóng spin này 1.
Ý tưởng cơ bản của spintronics là sử dụng một thuộc tính đặc biệt của các electron – spin – cho vô số ứng dụng electron khác nhau như dữ liệu và công nghệ thông tin. Spin là một mô men góc bên trong của các electron tạo ra một mô men từ. Kết hợp các mô men từ đó có thể tạo ra một nam châm có thể hữu dụng trong xử lý thông tin. Khi các mô men từ kết cặp đó được kích thích cục bộ bằng một xung từ trường, động lực này có thể lan như sóng sắp vật liệu đó. Đó là sóng spin hoặc các magnon.
Một dạng cụ thể của các sóng đó là tâm điểm công trình nghiên cứu của các nhà vật lý từ Halle. Thông thường, kích thích phi tuyến của các magnon tạo ra các số nguyên của tần số kết quả – ví dụ 1.000 megahertz trở thành 2.000 hay 3.000 megahertz.
“Tuy nhiên đó mới chỉ là dự đoán trên lý thuyết: các xử lý phi tuyến có thể tạo ra sóng spin tại các số bán nguyên của tần số kích thích”, giáo sư Georg Woltersdorf của Viện Vật lý MLU giải thích. Nhóm nghiên cứu giờ đã có thể chứng tỏ bằng thực nghiệm là trong các điều kiện theo trật tự cần thiết để tạo ra các sóng đó và có thể kiểm soát được các pha diễn ra. Pha ở đây là trạng thái của dao động sóng tại một điểm cho trước và thời gian diễn ra. “Chúng tôi là người đầu tiên xác nhận các kích thích đó trong các thực nghiệm và có đủ khả năng vẽ bản đồ chúng”, Woltersdorf nói.
Theo các nhà vật lý, các sóng này có thể tạo ra trong hai trạng thái pha bền, điều đó có nghĩa là khám phá có thể có tiềm năng sử dụng trong các ứng dụng xử lý dữ liệu, kể từ khi các máy tính sử dụng hệ nhị phân.
Nguyễn Nhàn tổng hợp
Nguồn: https://phys.org/news/2022-09-physicists-nanoscale.html
———————————–
1. https://www.nature.com/articles/s41467-022-32224-0
