現(xiàn)在的生活離不開(kāi)手機(jī),，手機(jī)發(fā)熱怎么辦?現(xiàn)代計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器通過(guò)切換設(shè)備內(nèi)的磁性位來(lái)編碼信息。現(xiàn)在,，新加坡國(guó)立大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系的研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性研究,，發(fā)現(xiàn)了一種新的有效方式,，可以利用“自旋波”在室溫下切換磁化強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)更節(jié)能的自旋記憶和邏輯設(shè)備,。
傳統(tǒng)的電子芯片遭受大量的“焦耳熱”,，這是由于產(chǎn)生高溫的電流的流動(dòng)而發(fā)生的,。這是由設(shè)備內(nèi)部移動(dòng)電荷之間的快速運(yùn)動(dòng)和頻繁碰撞引起的。這個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題不僅會(huì)導(dǎo)致大量的功耗,，而且會(huì)影響芯片的處理速度,，并限制了可集成到設(shè)備中的芯片數(shù)量。
“使用電話,，計(jì)算機(jī)和其他電子設(shè)備時(shí),，我們經(jīng)常會(huì)遇到此類(lèi)問(wèn)題和不便。我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備變得'熱'和'慢',，而且,，我們需要經(jīng)常給它們充電，并且必須帶另一個(gè)便攜式充電器有時(shí)”,，該研究小組負(fù)責(zé)人Yang Hyunsoo教授解釋說(shuō),。因此，Yang教授的團(tuán)隊(duì)沒(méi)有采用傳統(tǒng)電子學(xué)中使用的標(biāo)準(zhǔn)電子注入方法,，而是創(chuàng)造性地使用“自旋波”來(lái)切換磁化強(qiáng)度,。自旋波是磁性材料順序中的傳播干擾，從準(zhǔn)粒子的角度來(lái)看,，自旋波被稱(chēng)為“磁振子”,。
該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)雙層系統(tǒng)，該系統(tǒng)由反鐵磁磁振子傳輸通道和拓?fù)浣^緣體自旋源組成,。他們是全球首創(chuàng),，然后在室溫下以高效率成功地證明了在相鄰鐵磁層中自旋波驅(qū)動(dòng)的磁化切換?；谧孕ǖ男麻_(kāi)關(guān)方案可以避免電荷移動(dòng),。因此，器件的焦耳熱和功耗將大大降低,?；谧孕ǖ拈_(kāi)關(guān)技術(shù)的進(jìn)步可以為節(jié)能芯片開(kāi)辟一條新途徑。
研究結(jié)果于2019年11月29日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上,。
自旋波和磁振轉(zhuǎn)矩
這項(xiàng)工作的第一作者王毅博士解釋說(shuō)：“即使在絕緣體中,，自旋波(磁振子)也可以傳遞自旋信息，而不會(huì)涉及移動(dòng)電荷,。與電子自旋相比,，這種獨(dú)特的特性可能允許更長(zhǎng)的自旋傳播，但耗散性更低,。”
王博士說(shuō)：“如果我們將自旋信息從磁振子傳遞到局部磁化,，那么我們就可以控制磁化,，這可以理解為'磁振轉(zhuǎn)矩',。”就像線性力是推動(dòng)或拉動(dòng)一樣,，扭矩也可以認(rèn)為是對(duì)物體的扭曲,。他補(bǔ)充說(shuō)：“因此，這種操縱磁化的新方法可以用于將來(lái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和邏輯設(shè)備,?！?/p>
潛在的應(yīng)用和下一步
“我們的工作首先表明，馬農(nóng)轉(zhuǎn)矩足以在室溫下切換磁化強(qiáng)度,。甚至馬農(nóng)轉(zhuǎn)矩的效率也可以與先前追求的電自旋轉(zhuǎn)矩效率相媲美,。我們認(rèn)為，可以通過(guò)工程設(shè)備進(jìn)一步提高它,，從而磁振轉(zhuǎn)矩將更加節(jié)能,。”楊教授說(shuō),。
“我們知道,，電氣自旋扭矩已經(jīng)為自旋電子設(shè)備應(yīng)用(例如磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM))打開(kāi)了時(shí)代。我們相信,，有關(guān)用于磁化切換的新的磁振扭矩方案的報(bào)告在自旋電子學(xué)中改變了游戲規(guī)則,。 “不僅振興了馬格尼克學(xué)的新研究領(lǐng)域，而且還振興了馬格尼克人操作的實(shí)用設(shè)備,?！蓖醪┦空f(shuō)。
接下來(lái),，研究團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步設(shè)計(jì)磁振轉(zhuǎn)矩的效率,，并探索所有不涉及電氣部件的磁振裝置。另外,，自旋波的工作頻率在太赫茲范圍內(nèi),。太赫茲設(shè)備可以以比目前更高的速度傳輸數(shù)據(jù)。楊教授說(shuō)：“因此,，基于馬格諾轉(zhuǎn)矩的設(shè)備將允許將來(lái)實(shí)現(xiàn)超高速應(yīng)用,。”以上就是手機(jī)發(fā)熱的一些就解決辦法,，相信會(huì)對(duì)大家有所幫助,。