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Overtones可以提供更快的数据通信

发布时间:2019-01-24 10:40:38 来源:

研究人员第一次成功地产生了所谓的自旋波泛音。该技术为提高无线通信的数据传输速率铺平了道路。

自旋电子振荡器是一种纳米元件,其中自旋波用于产生千兆赫兹范围内的微波信号。可以将自旋波泛音与音乐中使用的泛音(flageolets)进行比较。

“例如,一位经验丰富的小提琴手确切地知道在哪里小心地将手指放在琴弦上以抑制基本频率,而是让琴弦以其众多泛音中的一个振荡。这样就可以播放频率更高的音调。比起弦乐的基调,“哥德堡大学教授约翰Åkerman说。

与哥德堡和葡萄牙的同事一起,他现在已经展示了如何在纳米级别发挥和加强这种泛音。研究人员已经制造出自旋电子振荡器,可以分几步加强自旋波信号。

令人惊讶的结果

令研究人员惊讶的是,他们的新振荡器被证明是一种完全出乎意料的新现象。

当研究人员增加驱动电流时,信号显示频率急剧上升:首先,从9 GHz的基频到14 GHz再到第二次跳到20 GHz。

“结果与John Slonczewski遗忘的自旋波泛音的理论预测一致,”Åkerman说。

在1999年的一篇文章中,物理学家Slonczewski阐述了如何描述自旋电子振荡器中产生的自旋波的基础。他随后提到他的模型还支持使用泛音产生更高频率。

“虽然John Slonczewski的文章启发了自旋电子振荡器中快速发展的研究领域,但根本没有进一步讨论泛音,也没有经过实验测试。我们的实验表明,有可能在自旋电子振荡器中产生几种不同的泛音。这允许极大且快速的频率跳跃,以提高无线通信的数据传输速率。“

这一发现还使研究人员能够生成具有短波长的非常高的微波频率,以用于自旋电子学和放大学。

“虽然基调的波长约为500纳米,但所展示的第三泛音的波长短至74纳米。未来对较小振荡器的研究应该能够产生低至15纳米的自旋波,频率高达300 GHz。这就是为什么极高频自旋电子学和放大镜的潜力巨大,“Åkerman说。

更高的频率可以在无线传输中实现更快的数据通信,但它也可以为自动驾驶汽车提供更好的汽车雷达。

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