納米尺度上傳播的自旋波生成

英國蘭卡斯特大學和荷蘭拉德堡德大學研究人員生成了一種可在納米尺度上傳播的自旋波，并發(fā)現(xiàn)了一種調(diào)節(jié)和放大它們的新途徑。這一成果發(fā)表在新一期《自然》雜志上，有望促進無耗散量子信息技術(shù)發(fā)展。

傳統(tǒng)設(shè)備用電流工作會有能量損失，并向環(huán)境散熱。替代“有損”電流的一種方法是利用電子自旋而不是電荷，以波的形式存儲和處理信息。自旋可以看作是磁鐵的基本單位。被擾動后，自旋會脫離其平衡方向，圍繞其平衡位置進動（即旋轉(zhuǎn)）。在磁體中，相鄰的自旋耦合效應極強，形成凈磁化。由于這種耦合，自旋進動可以在磁性材料中傳播，從而產(chǎn)生自旋波。

研究人員解釋說，在相鄰自旋相互傾斜的材料中，旋轉(zhuǎn)頻率最高。為了激發(fā)如此快速的自旋動力，他們使用了持續(xù)時間不到萬億分之一秒的超快光脈沖（比自旋波周期還要短）。此外，在納米尺度上產(chǎn)生超快自旋波還需要高能光子。他們研究的材料對紫外線光子能量表現(xiàn)出極強的吸收能力，從而在材料表面非常薄的區(qū)域（距表面僅幾十納米）激發(fā)出太赫茲（即1萬億赫茲）頻率、亞微米波長的自旋波。

這種自旋波本質(zhì)上是非線性的，這意味著不同頻率和波長的波可以相互轉(zhuǎn)換。在實驗中，研究人員還利用兩個強激光脈沖激發(fā)系統(tǒng)，首次在實踐中實現(xiàn)了這種互換。這一成果是自旋波研究領(lǐng)域的一個里程碑，有可能開辟一個全新的超快相干磁振子研究方向。

研究人員表示，自旋波是一種有吸引力的信息載體，由于它們不涉及電流，因此這類芯片不會有相關(guān)的能量損失。新發(fā)現(xiàn)對于未來基于自旋波的計算至關(guān)重要。

來源： 科技日報 張佳欣

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學式：C4H8O）是一種有機化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學性質(zhì)：

1. 功能團：異丁醛分子中含有一個醛基（─CHO功能團），即碳氧雙鍵和一個氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應的酸。

4. 反應活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學物質(zhì)發(fā)生以下反應：

   - 還原反應：可以被還原劑還原為相應的醇。

   - 加成反應：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應，形成相應的加成產(chǎn)物。

   - 導入反應：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應，發(fā)生導入反應，形成醇或酯。

5. 異構(gòu)性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構(gòu)體，它們的分子結(jié)構(gòu)不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時應采取適當?shù)姆雷o措施。同時，由于異丁醛易燃，應避免與火源接觸和存放在易燃物質(zhì)附近。