Gekoppelte magnetische Materialien zeigen interessante Eigenschaften für Quantenanwendungen

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Wie Ventilatoren, die im Gleichtakt blasen, können bestimmte magnetische Materialien interessante energetische Eigenschaften aufweisen.

Um neue Wege der Informationsübertragung und -verarbeitung zu finden, haben Wissenschaftler begonnen, das Verhalten von elektronischen und magnetischen Spins, insbesondere ihre resonanten Anregungen, als Informationsträger zu erforschen.

In einigen Fällen haben Forscher neue Phänomene identifiziert, die letztendlich zur Entwicklung neuer Geräte für Spintronik- und Quantenanwendungen beitragen könnten.In einer neuen Studie unter der Leitung des Argonne National Laboratory des US-Energieministeriums (DOE) haben Forscher eine neue Art und Weise entdeckt, wie die Erregungen von Magnetspins in zwei verschiedenen dünnen Filmen durch ihre gemeinsame Schnittstelle stark miteinander gekoppelt werden können.

Diese dynamische Kopplung stellt eine Art Hybridsystem dar, das bei Wissenschaftlern, die sich für Quanteninformationssysteme interessieren, immer mehr Beachtung findet.”Eine Möglichkeit, darüber nachzudenken, ist, so zu denken, als hätte man zwei Massenpaare an Federn befestigt”, sagte die argonische Postdoc-Forscherin und Erstautorin Yi Li.

“Wir wissen, dass jede Masse, die mit einer Feder verbunden ist, periodisch schwingt, wenn sie von außen getroffen wird.

Wenn wir aber die beiden Massen mit einer dritten Feder verbinden, dann wird die Schwingung der einen Masse auch die Schwingung der anderen Masse auslösen, was zum Informationsaustausch zwischen den Federn genutzt werden kann.

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Die Rolle der dritten Feder spielt hier die Grenzflächenaustauschkopplung zwischen den beiden magnetischen Schichten”.Mit intelligenter Technik können Forscher die freie Schwingungsfrequenz der beiden Magnetspinschichten – der “Massen” – so einstellen, dass sie dort identisch sind, wo sie sich am günstigsten koppeln lassen.

Darüber hinaus zeigen sie, dass die beiden Systeme “stark” gekoppelt werden können, ein Zustand, der für die Aufrechterhaltung der Kohärenz wichtig ist und Anwendungen in der Quanteninformation inspirieren kann.Neben dem stark koppelnden Zustand haben die Forscher einen zusätzlichen neuen Effekt in der magnetischen Doppelschicht gefunden, der….

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