Forskare har designat en interferometer som fungerar med magnetiska kvasipartiklar som kallas magnoner, snarare än fotoner som i konventionella interferometrar. Även om magnonsignaler har diskreta faser som normalt inte kan ändras kontinuerligt, magnoninterferometern kan generera en kontinuerlig förändring av magnonsignalen. I framtiden, denna förmåga kan användas för att designa magnoniska integrerade kretsar och andra magnoniska enheter som övervinner några av de begränsningar som deras elektroniska motsvarigheter står inför.

Forskarna, Yun-Mei Li, Jiang Xiao, och Kai Chang, har publicerat ett papper om sitt arbete med magnoner i ett nyligen utgåva av Nano bokstäver .

En av de karakteristiska egenskaperna hos magnoner är deras diskreta och topologiska natur, eftersom de bär en fast mängd energi och kan ses som kvantiserade spinnvågor. Denna egenskap hos magnoner gör dem robusta mot lokala störningar och förbjudna backscattering -processer, såsom Joule -uppvärmning och lokala defekter, som ofta orsakar förluster i elektroniska enheter. Av denna anledning, forskare undersöker möjligheten att använda magnonströmmar istället för elektriska strömmar för att överföra och bearbeta information i mycket effektiva informationsbehandlingssystem.

Kontrollerande magnoner, dock, kräver förmåga att kontinuerligt ändra magnonsignalen, vilket har varit utmanande. I det nya papperet forskarna uppnår detta genom att tillverka en vågledare gjord av konstgjorda magnoniska kristaller bestående av magnetisolatorn yttrium-järngranat, som är mönstrade med triangulära hål. De visade att magnoniska lägen framträder från gränssnittet mellan två av dessa magnoniska kristaller som har motsatta rotationsriktningar för triangulära hål. Dessa magnoniska lägen har de önskvärda egenskaperna att de är immun mot ryggspridning och förblir mycket sammanhängande under förökning, gör det möjligt att använda dem i en magnonisk interferometer som kan kontinuerligt ändra den magnonsignalen.

Att demonstrera, forskarna använde magnoninterferometern för att dela en magnonstråle, skicka den ner två spridningsvägar, och rikta båda delarna av strålen för att mötas igen. Manipulera strålen på detta sätt, forskarna kunde uppnå en kontinuerlig förändring av magnonc -signalen vid en detektor som ligger i slutet av en av strålvägarna.

"Interferometern är mycket känslig för yttre magnetfält, eftersom ett mycket svagt magnetfält (cirka 1 Gauss) kan förändra signalen avsevärt, "Berättade Chang Phys.org .

Forskarna förväntar sig att i framtiden, interferometerns förmåga att styra magnonsignaler på detta sätt kan leda till design av magnoniska informationsbehandlingsanordningar som kan undvika förluster som plågar konventionella elektroniska enheter.

© 2018 Phys.org