2019-08-08 01:13:02
在纳米尺度上转向强大的微波产生

自旋扭矩振荡器(STO)是使用磁场方向变化产生微波的纳米级器件,但是由任何单个器件产生的那些对于实际应用来说太弱。物理学家已经尝试 - 并且迄今为止一直未能通过耦合大型集合来产生可靠的微波场。来自柏林洪堡大学的Michael Zaks和来自德国波茨坦大学的Arkady Pikovsky现在已经证明了为什么连接这些设备不能成功,同时还提出了其他探索途径。他们的工作最近发表在欧洲物理学报B上。

自旋扭矩振荡背后的物理原理与您很可能阅读本文的计算机硬盘驱动器背后的物理原理相同。这是一种称为“巨磁阻”的量子力学效应,其中改变交替的铁磁和非磁金属层堆叠周围的外部磁场会引起电阻的显着变化。

如果产生的电力足够强并且磁性层自由旋转,则发生磁振荡并产生微波;这是STO效应。然而,只有来自大型振荡器集合的同步振荡才能产生功能足够强大的微波。 Zaks和Pikovsky的工作说明了为什么它被证明很难同步它们。

为此,物理学家使用非线性动力学方程模拟了串联耦合STO集合的运动。他们的分析表明,合奏总是太不稳定,不能使振荡保持连贯。特别是,他们发现,同时影响所有振荡器的电流的随机波动 - 所谓的“共同噪声” - 并没有像一些人预测的那样稳定振荡。相反,在某些情况下,足够强的波动能够完全抑制振荡。

扎克斯和皮科夫斯基称这种新发现的现象是“噪音引起的振荡死亡”。凭借对该系统的新理论知识,他们现在正在研究将这些纳米级机器耦合以在宏观尺度上产生稳健微波的其他方法。

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