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在空间和时间上都确认了热自旋电流
发布时间：2024-09-25 11:06:32来源：
电子拥有自己的角动量。他们打开自己的轴。在物理学中，这个属性的技术术语是“旋转”。这种电子自旋使电子表现为磁铁。然而，特别的是，即使它们保持其位置(即不移动)，电子也可以将它们的自旋传递给相邻的电子。这种类似链式反应的过程，其中旋转作为信息被称为自旋电流。它可以通过电子元件两端之间的温度差异产生。旋转电流优于通常的电流的优点是它几乎不产生任何额外的热量，从而节省更多的能量。
不使用电子机器(如计算机)产生的大部分热量。实际上，通常需要大量的能量来冷却它们。由比勒费尔德物理学家Timo Kuschel博士和GünterReiss博士领导的研究小组利用DFG优先计划SpinCaT研究如何产生，操纵和检测自旋电流。“这将使我们能够将浪费的热量用于新型数据存储以及基于自旋电流的其他计算机组件，从而有助于节省能源，”Kuschel解释说。
与国立和国际大学合作，Timo Kuschel博士，Oliver Reimer博士和博士生Panagiota Bougiatioti最近在旋转量热学的基础研究方面取得了三项突破。
确认自旋电流： 根据Kuschel的说法，确认在特定材料中产生自旋电流并不是一件小事。“在某些材料中，它不能明确地显示出来，因为其他效果如经典的热电效应也会被自动检测出来。” 比勒费尔德博士生Panagiota Bougiatioti现已成功开发出一种方法，用于过滤和分离寄生效应和产生自旋电流的效应。这使科学家能够明确地确定特定材料中是否产生自旋电流。项目团队还包括奥斯纳布吕克大学的研究人员和格勒诺布尔的欧洲同步辐射装置(ESRF)。它在“物理评论快报”杂志上发表了研究结果。空间中 的自旋电流：自旋电流沿着温度差移动：磁信号从例如热转移到冷。获得比勒费尔德大学物理学院博士学位的奥利弗·雷默博士成功地建立了一个新的设置，可以在一个小的长度和特定的空间方向上产生温度差异。现在，这可以诱导在材料中空间变化的自旋电流 - 之前，这在一个方向上是可能的 - 并且研究新的效应，这取决于自旋电流的方向。比勒费尔德项目团队与雷根斯堡大学合作开展了这项研究。Reimer在“自然”杂志“科学报告”中作为第一作者展示了其结果。
旋转电流及时： 在另一个项目中，Timo Kuschel博士与伊利诺伊大学的Johannes Kimling博士一起使用非常短的时间尺度来测量旋转电流出现所需的时间。借助最先进的激光技术，科学家们不断重复他们的实验，同时改变自旋电流的产生和出现之间的时间：1,10或25皮秒后的自旋电流有多大?国际项目团队的论文发表在“物理评论快报”杂志上。
Timo Kuschel博士和D.GünterReiss教授有兴趣继续他们在自旋电子学领域的研究：'这个领域已经对基础研究产生了很大的影响，但在应用方面仍处于起步阶段。因此，下一步将是将物理学的基础知识转移到技术应用中。
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