Дортмунд физиктері жартылай өткізгіштегі қашықтағы уақыт кристалдарын синхрондады
Материал бірнеше дереккөз негізінде жасанды интеллектпен дайындалды — түпнұсқаларға сілтемелер төменде.
Дортмунд техникалық университетінің физиктері галлий арсенидінен жасалған жартылай өткізгіш ішінде бірнеше уақыт кристалдарын синхрондады, тербелістер 40 микрометрге дейінгі қашықтықта үйлестірілді. Nature Communications журналында сипатталған әсер кең лазер сәулесі жеке электрон-ядролық спиндік тербелістерді спин-поляризацияланған электрондар арқылы байланыстырғанда пайда болады. Кристалдар жеке осциллятор өлшемінен мың еседен астам қашықтықта орналасқанына қарамастан, синхрондау сақталады.
Негізгі фактілер
- Уақыт кристалдары индий мен кремнийдің аз мөлшерде қосылған галлий арсенидінен жасалған жартылай өткізгіште қалыптасты.
- Шамамен -270 °C температурада әрбір электрон жақын маңдағы миллионға жуық ядролық спинмен әрекеттеседі.
- 40 микрометрге дейінгі қашықтықта орналасқан уақыт кристалдары әлі де синхрондала алды — бұл жеке осциллятордың типтік өлшемінен мың еседен астам.
- Синхрондау әсері Христиан Гюйгенстің 1665 жылғы маятникті сағаттардың ортақ тірек арқылы біртіндеп синхрондалуын бақылауын еске түсіреді.
- Нәтижелер болашақта басқарылатын спиндік осцилляторлар желілері мен спиндік технологиялар үшін негіз қалауы мүмкін.
Уақыт кристалдарының қалыптасуы
Уақыт кристалдары индий мен кремнийдің аз мөлшерде қосылған галлий арсенидінен жасалған жартылай өткізгіш ішінде қалыптасады, бұл қоспалар материалда локализацияланған электрондарды тудырады. Шамамен -270 °C температурада әрбір электрон жақын маңдағы миллионға жуық ядролық спинмен әрекеттеседі. Процесті бастау үшін зерттеушілер айдау лазерін пайдаланып, электрондардың спиндерін туралайды, содан кейін олар өз поляризациясын айналасындағы ядролық спиндерге береді. Әлсіз магнит өрісі қосылғанда, осы ядролық спиндердің поляризациясы айнала бастайды, ал электрондық және ядролық спиндер арасындағы кері байланыс тербелістерді қолдайды. Екінші лазер зерттеушілерге осы тербелістердің уақыт бойынша қалай дамитынын бақылауға мүмкіндік береді.
Синхрондау механизмі
Жартылай өткізгіштің әртүрлі аймақтары микроскопиялық деңгейде мінсіз бірдей емес, сондықтан жеке аймақтарда қалыптасатын уақыт кристалдары әдетте сәл өзгеше жиіліктерде тербеледі. Зерттеушілер көптеген аймақтарды бір уақытта кең лазер сәулесімен жарықтандырғанда, жеке тербелістер синхрондалып, бір жиілікте жұмыс істей бастауы мүмкін. Бұл әсер Христиан Гюйгенстің 1665 жылы жасаған бақылауын еске түсіреді, ол кезде екі маятникті сағат ортақ құрылым арқылы берілетін әлсіз механикалық әрекеттесу салдарынан біртіндеп синхрондалған. Жартылай өткізгіште байланыс басқаша жұмыс істейді: механикалық тербелістердің орнына уақыт кристалдары спин-поляризацияланған электрондардың қозғалысы арқылы байланысады.
Қашықтық және перспективалар
Команда 40 микрометрге дейінгі қашықтықта орналасқан уақыт кристалдарының әлі де синхрондала алатынын анықтады — бұл қашықтық жеке осциллятордың типтік өлшемінен мың еседен астам. Алайда, арақашықтық одан әрі ұлғайғанда, жеке уақыт кристалдары синхрондалуды тоқтатып, тәуелсіз тербелуін жалғастырады. Нәтижелер кеңістікте бөлінген спиндік жүйелер арасындағы жергілікті емес байланысты көрсетеді. Олар сондай-ақ болашақта басқарылатын спиндік осцилляторлар желілері үшін негіз қалауға көмектесіп, спиндік технологиялар үшін жаңа мүмкіндіктер ашуы мүмкін.
1 дереккөз
Уақыт · артта қалуы