研究人员开发纳米磁体自旋动力学工程手册

加州大学河滨分校和乌克兰基辅磁学研究所的一个国际研究小组开发了一份关于纳米磁体自旋动力学工程的综合手册，这是推进自旋电子学和量子信息技术的重要一步。

尽管它们的尺寸很小，但在大多数自旋电子学应用中发现的纳米磁体揭示了自旋激发或“磁振子”的丰富动力学，即自旋涨落的量子力学单位。由于其纳米级限制，纳米磁体可以被认为是具有离散磁振子光谱的零维系统，类似于原子的光谱。

“磁振子相互作用，从而构成非线性自旋动力学，”加州大学河滨分校物理学和天文学助理教授伊戈尔·巴尔苏科夫(Igor Barsukov)说，他是该研究的通讯作者，该研究发表在《物理评论应用》杂志上。“非线性自旋动力学是提高自旋扭矩记忆、振荡器和神经形态计算等自旋电子技术性能的重大挑战和重大机遇。

巴尔苏科夫解释说，磁振子的相互作用遵循一套规则——选择规则。研究人员现在已经根据磁化配置和磁振子轮廓的对称性来假设这些规则。

这项新工作继续致力于驯服纳米磁体用于下一代计算技术。在之前的出版物中，该团队通过实验证明了对称性可用于工程磁振子相互作用。

“我们认识到了这个机会，但也注意到需要做很多工作来理解和制定选择规则，”巴尔苏科夫说。

根据研究人员的说法，一套全面的规则揭示了磁振子相互作用背后的机制。

“它可以被视为自旋电子学实验室调试和设计纳米磁器件的指南，”该论文的第一作者Arezoo Etesamirad说，他在Barsukov实验室工作，最近毕业并获得物理学博士学位。“它为开发用于可调磁性神经元，可切换振荡器，节能存储器以及量子磁振子和其他下一代纳米磁性应用的实验工具集奠定了基础。

巴尔苏科夫和埃特萨米拉德加入了UCR的鲁道夫·罗德里格斯的研究;以及乌克兰基辅磁学研究所的朱莉娅·哈兰和罗曼·韦尔巴。

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