ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Иван Першин / Запись

СПИНОВЫЕ ВОЛНЫ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА

lesnik
13.03.2010
22:48
Сигнал (информацию) в вычислительных устройствах передают при помощи электрических импульсов - движения электронов. При этом часть энергии согласно закону Джоуля-Ленца рассеивается - переходит в тепло при столкновении электронов в проводнике с дефектами решётки.

В статье Transmission of electrical signals by spin-wave interconversion in a magnetic insulator учёные передают сигнал в проволоке длиной 1 мм и поперечным размером порядка 1 мкм при помощи спиновых волн (на языке квазичастиц этим волнам соответсвуют магноны). Содержание этой статьи обсуждается также на PhysicsWeb: Electrical signals transmitted via spin waves.

Проволока, по которой передаётся сигнал, - из ферромагнитного вещества. К противоположным сторонам проволоки подведены электроды из платины. В одном из электродов течёт ток и благодаря спиновому эффекту Холла (Spin Hall effect), хотя к Холлу этот эффект не имеет никакого отношения, на разных сторонах элетрода электроны имеют разнонаправленный спин, их собственный магнитный момент, за счёт спин-орбитального взаимодействия. Магнитный момент электронов вблизи ферромагнетика воздействует на спины электронов внутри него. Магнитные моменты электронов внутри ферромагнетика, взаимодействуя между собой, передают возмущение на другой конец проволоки. А там происходит обратный процесс: поляризованные электроны с одного бока платинового электрода возбуждают в электроде электрический ток.

В принципе с таким же успехом сигнал можно было бы передавать и при помощи фононов - колебаний решётки, используя пьезоэлектрический эффект. Но, возможно, магноны рассеивают меньшую часть энергии в тепло. К тому же пока это просто исследование без немедленных приложений.
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

14.03.2010 00:04#
voix
Спиновые волны для передачи сигнала
Мультипликация бы здесь не помешала :)
Непонятно, как в электроде может течь ток, если электроны не перемещаются через проволоку.

14.03.2010 09:14#
lesnik
Спиновые волны для передачи сигнала
В обсуждении статьи написано подробнее (только на английском), к самой статье у меня доступа нет.

Если кратко, проволока из ферромагнитного изолятора, в ней сигнал передаётся спиновой волной - магноном. К обеим концам проволоки подходят два металлических электрода, где возможен электрический ток и сигнал передаётся с помощью него. На контактах проволоки и электродов электрический сигнал преобразуется в спиновую волну и обратно.
14.03.2010 11:57#
putnik
Спиновые волны для передачи сигнала
> Если кратко, проволока из ферромагнитного изолятора, в ней сигнал передаётся спиновой волной - магноном. К обеим концам проволоки подходят два металлических электрода, где возможен электрический ток и сигнал передаётся с помощью него.

Т.е. - ток в разомкнутом проводнике, в котором нет и намёка на обкладки конденсатора в месте разрыва... :-)
14.03.2010 12:22#
lesnik
Спиновые волны для передачи сигнала
Насколько я понял, примерно такая картинка

Иллюстрации :
14.03.2010 12:53#
putnik
Спиновые волны для передачи сигнала
> Насколько я понял, примерно такая картинка

Тады это больше похоже на трансформатор... :-)
14.03.2010 12:54#
voix
Спиновые волны для передачи сигнала
>Насколько я понял, примерно такая картинка

А у меня сложилась другая картина :)

Допустим, на крайнем конце левого электрода положительный потенциал. Свободные электроны левого электрода ломанулись на этот конец. При этом положительный потенциал образовался на контакте левого электрода с ферромагнитной проволокой.

Этот положительный потенциал ориентировал спины электронов левого края ферромагнитной проволоки (прямой спиновой эффект Холла) и дальше эта ориентация прошла волной по всей ферромагнитной проволоке.

Ориентация спина электронов на правом крае ферромагнитной проволоки привела к возникновению положительного потенциала на контакте с правым электродом (обратный спиновой эффект Холла). Поэтому свободные электроны правого электрода ломанулись к этому контакту.

Таким образом, ток в левом электроде привел к току в правом электроде.
Затем, полярность потенциала меняется и ток течет в противоположную сторону.

Может так правильно?
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 640

Пользователей
в системе: 2726

Всего записей
и комментариев: 48550

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 15

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия