Улучшение квантовых датчиков путем измерения ориентации когерентных спинов внутри алмазной решетки

Ученые из Университета Цукуба продемонстрировали, как можно использовать сверхбыструю спектроскопию для улучшения временного разрешения квантовых датчиков. Измерив ориентацию когерентных спинов внутри алмазной решетки, они показали, что магнитные поля можно измерить даже за очень короткое время. Эта работа может способствовать развитию области измерений сверхвысокой точности, известной как квантовая метрология, а также «спинтронных» квантовых компьютеров, которые работают на основе электронных спинов.

Одномерный перенос спинов в некоторых областях напоминает макроскопические явления

Поведение микроскопических квантовых магнитов долгое время было предметом лекций по теоретической физике. Однако исследовать динамику систем, далеких от равновесия, и наблюдать за ними «вживую» до сих пор было сложно. Теперь исследователи из Института квантовой оптики Макса Планка в Гархинге сделали именно это, используя квантовый газовый микроскоп. С помощью этого инструмента можно манипулировать квантовыми системами, а затем отображать их с таким высоким разрешением, что видны даже отдельные атомы. Результаты экспериментов с линейными цепочками спинов показывают, что способ распространения их ориентации соответствует так называемой супердиффузии Кардара-Паризи-Жанга. Это подтверждает гипотезу, возникшую недавно из теоретических соображений.

Изолятор толщиной в атом помогает транспортировать спины

Промежуточный слой, состоящий из нескольких атомов, помогает улучшить передачу спиновых токов от одного материала к другому. До сих пор этот процесс сопряжен со значительными потерями. Команда из Университета Мартина Лютера Галле-Виттенберг (MLU), Института физики микроструктур Макса Планка (MPI) и Свободного университета Берлина сообщает в научном журнале ACS Nano Letters о том, как этого можно избежать. Таким образом, исследователи демонстрируют важные новые идеи, актуальные для многих приложений спинтроники, включая энергоэффективные и сверхбыстрые технологии хранения данных будущего.

Открыт способ переключения намагниченности в тонких слоях ферромагнетика

Удерживая нужный материал под правильным углом, исследователи из Корнелла открыли способ переключения намагниченности в тонких слоях ферромагнетика — метод, который в конечном итоге может привести к разработке более энергоэффективных устройств магнитной памяти.

Сверхбыстрое оптико-магнитное запоминающее устройство

Технология магнитной памяти с произвольным доступом (MRAM) предлагает значительный потенциал универсальной архитектуры памяти следующего поколения. Тем не менее, современные MRAM по-прежнему в основном ограничены субнаносекундным ограничением скорости, что остается давней научной проблемой в исследованиях и разработках в области спинтроники. В этом проекте с двумя докторскими диссертациями Лудинг Ван экспериментально продемонстрировал полнофункциональное пикосекундное строительное устройство опто-MRAM, интегрировав сверхбыструю фотонику со спинтроникой.

Прорыв в области эффективных и высокоскоростных устройств спинтроники

Для обмена информацией в режиме реального времени требуются сложные сети систем. Многообещающий подход к ускорению устройств хранения данных состоит в переключении намагниченности или спина электронов магнитных материалов с помощью ультракоротких фемтосекундных лазерных импульсов. Но то, как спин развивается в наномире за чрезвычайно короткие промежутки времени, за одну миллионную от одной миллиардной доли секунды, остается в значительной степени загадкой. Группа профессора Франсуа Легаре из Национального института научных исследований (INRS) совершила крупный прорыв в этой области в сотрудничестве с Техническим университетом Вены, Австрия, Французским национальным синхротронным центром (SOLEIL) и другими международными партнерами. Их работа была опубликована в журнале Optica.

Визуализация углового момента вращения в волнах на воде

Как показали физики RIKEN, волны на воде можно использовать для визуализации фундаментальных понятий, таких как угловой момент вращения, которые возникают в релятивистской теории поля. Это поможет по-новому взглянуть на очень разные волновые системы.