2024-05-26 22:47 来源：本站编辑
研究人员在合成反铁磁体中发现了介子，将自旋电子学领域推向更高效、更紧凑、更可持续的计算方向。
我们日常使用的电子设备，如客厅的灯、洗衣机和电视，都是靠电流运作的。类似地，计算机的功能是基于被称为电子的小电荷载体对信息的操纵。另一方面，自旋电子学为这一过程引入了一种独特的方法。
自旋电子的方法不是利用电子的电荷，而是利用它们的磁矩，换句话说，它们的自旋，来存储和处理信息——旨在使未来的计算机更紧凑、更快、更可持续。基于这种方法处理信息的一种方法是使用被称为skyrmions的磁涡流，或者，他们仍然很少被理解和罕见的表亲被称为“介子”。两者都是由许多独立自旋形成的集体拓扑结构。迄今为止，介子只在天然反铁磁体中被观察到，在那里它们很难分析和操纵。
在合成反铁磁体中发现介子
美因茨约翰内斯古腾堡大学(JGU)的研究人员与日本东北大学和西班牙ALBA同步加速器光设施的团队合作，首次证明了在合成反铁磁体中存在μ子，因此可以使用标准沉积技术生产材料。“我们能够为这种非常‘害羞’的新物种设计一个新的栖息地，”JGU的物理学家罗伯特Frömter博士说。这项研究成果包括设计合成反铁磁体，使其能够形成介子，以及探测介子本身。
直接观察反铁磁介子和反介子。图片来源:Mona Bhukta / JGU
为了将相应的多层材料组合在一起，研究人员与JGU的一个理论小组合作，对自旋结构进行了广泛的模拟和分析计算。目标是确定每层的最佳厚度和合适的材料，以促进介子的承载，并了解其稳定性的标准。
在理论工作的同时，研究小组还进行了实验来解决这些挑战。JGU物理研究所的博士候选人Mona Bhukta解释说:“借助磁力显微镜以及不太熟悉的扫描电子显微镜和极化分析，我们成功地在合成的反铁磁体中识别出了介子。”“因此，我们成功地向中微子的潜在应用迈进了一步。”
Mathias教授Kläui是研究小组的负责人，他很高兴有机会与日本自旋电子学领域的领先机构之一东北大学合作。“在德国学术交流中心(DAAD)和其他交流项目的支持下，我们已经开展了十多年的联合活动。最近，根据与东北大学的合作协议，第一个共同指导的博士候选人获得了学位，并以优异的成绩通过了考试。
参考文献:“在合成反铁磁体中实现的同手性反铁磁介子，反子和双介子”，作者:Mona Bhukta, Takaaki Dohi, Venkata Krishna Bharadwaj, Ricardo Zarzuela, Maria-Andromachi Syskaki, Michael Foerster, Miguel Angel Niño, Jairo Sinova, Robert Frömter和Mathias Kläui, 2024年2月26日，Nature Communications。DOI: 10.1038 / s41467 - 024 - 45375 - z
