自旋波的“波路”能不能代替电子的“电路”?

自旋波的“波路”能不能代替电子的“电路”?,第1张

从托马斯发现电子开始,这种微小的粒子就逐渐走进人们的生活。科学家不仅发现了电子可以在导体或半导体里运动的现象,还掌握了电子运动的规律,从而实现了对电子运动的控制,催生了基于电子运动的各类器件和电路。电子计算机取代了传统的计数工具,改变了信息传输和储存的载体,引发了信息处理与传播速度的飞跃。简而言之,现在深受人们喜爱的各种电子产品的电路板里奔走的都是电子。

电子召之即来,挥之即去,服务非常好,然而并非毫无瑕疵。所有的电路中都有运动的电子,而电子运动时都会发热,所以

电子产品要进一步革新就必须克服散热的难题。

“焦耳定律”告诉我们如何计算电流产生的热量:热量与电阻、通电时间成正比,还与电流的平方成正比。所以电子产品用的时间长了都会有点发热。

显然我们并不希望电子产品发热——手机发热电量很快就会用完,计算机发热就会死机;发热会缩短电子器件的使用寿命,热量积聚还可能造成小规模的爆炸。

在我们享受电子产品的同时,科学家早就开始寻找电子的替代者。

例如,有一种“光脑”或许可以取代电脑,它用光子取代电子,用光路取代电路。“光脑”还不算最神奇的,还有一种更神奇的“波脑”,它利用“自旋波”来传递信息。

自旋波是指,磁扰动在磁性材料中有序传播。“波”这种现象在生活中非常普遍,例如石子落水激起水上的涟漪,又如世界杯球场看台上的人浪。

磁性材料中有许多“磁振子(Magnon )”,它们就像比赛看台上手拉手的人,一个模仿一个,把动作传递下去,其实就是在把信息传递下去。

自旋波这个名词很少出现在大众的视野里,但它并非一种新生事物。早在1929 年,物理学家费利克斯·布洛赫(Felix Bloch )就预测了自旋波的存在。然而自旋波至今为止还没有被大规模应用,这是因为科学家还没有掌握精确控制它的手段。

上海埃延半导体是上市公司永吉股份下属子公司。上海埃延半导体有限公司成立于2021年9月3日,注册地位于中国(上海)自由贸易试验区临港新片区翠波路201、221号2幢1层102室,法定代表人为丁欣,主要成员来自美国应用材料公司,该公司创始人及其技术团队研发的第一代设备单腔体多片式8英寸硅片外延设备在境外已经获得国际主流芯片厂商I公司的验证并投入量产。埃延半导体已成功开发第一代设备,其设计并投入生产的第一代产品在境外已经获得国际主流芯片厂商的验证并实现销售,是当下较少拥有完整成熟外延设备成套技术的科研制造公司。


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