现代计算机存储器通过切换设备中的磁位来编码信息。目前，新加坡国立大学电气与计算机工程系的研究人员进行了开创性研究，发现了一种新的有效方法，可以利用自旋波在室温下切换磁化强度，实现更节能的自旋记忆和逻辑设备。
传统高温电流的流动，传统的电子芯片遭受了大量的焦耳热。这是由备内部移动电荷之间的快速运动和频繁碰撞引起的。这个严重的问题不仅会导致大量的功耗，还会影响芯片的处理速度，限制可集成到设备中的芯片数量。
当我们使用电话、计算机和其他电子设备时，我们经常会遇到这样的问题和不便。我们经常发现这些设备变得热和慢，我们需要经常给它们充电，有时我们必须带另一个便携式充电器Yang Hyunsoo教授解释说。
因此，Yang教授的团队创造性地使用自旋波来切换磁化强度，而不是使用传统电子学中使用的标准电子注入法。自旋波是磁性材料顺序中的传播干扰。从准粒子的角度来看，自旋波被称为磁振子。
团队建立了由反铁磁振子传输通道和拓扑绝缘体自旋源组成的双层系统。它们是世界上第一个，然后在室温下成功地证明了相邻铁磁层中自旋波驱动的磁化切换。
基于自旋波的新开关方案可以避免电荷移动。因此，设备的焦耳热和功耗将大大降低。基于自旋波的开关技术的进步可以为节能芯片开辟新的途径。
研究结果于2019年11月29日发表在《科学》杂志上。
这项工作的第一作者王毅博士解释说：即使在绝缘体中，自旋波（磁振子）也可以在不涉及移动电荷的情况下传递自旋信息。与电子自旋相比，这种独特的特性可能允许更长的自旋传播，但消散性较低。
王博士说：如果我们将旋转信息从磁振子传输到局部磁化，我们可以控制磁化，这可以理解为磁振扭矩。就像线性力是驱动或拉动一样，扭矩也可以被视为对物体的扭曲。他补充说：因此，这种新的磁化操作方法可以用于未来的数据存储器和逻辑设备。
我们的工作首先表明，马农扭矩足以在室温下切换磁化强度。甚至马农扭矩的效率也可以与之前追求的电自旋扭矩效率相媲美。我们认为，磁振扭矩可以通过工程设备进一步提高，从而更节能。杨教授说。
我们知道电气自旋扭矩已经应用于自旋电子设备(如磁性随机存取存储器)（MRAM））开启时代。我们相信，关于磁化切换的新磁振扭矩方案的报告改变了自旋电子学中的游戏规则。王博士说：它不仅振兴了马格尼克学的新研究领域，也振兴了马格尼克人操作的实用设备。
接下来，研究小组将进一步设计磁性振动扭矩的效率，并探索所有不涉及电气部件的磁性振动装置。此外，自旋波的工作频率在太赫兹范围内。太赫兹设备可以比目前更快地传输数据。杨教授说：因此，基于马格诺扭矩的设备将允许在未来实现超高速应用。
本文编译自sciencedaily。