作者:马丁·路德·哈雷·威登堡大学 信用:CC0公共领域 特殊的金属氧化物有朝一日可能会取代目前处理器中常用的半导体材料
现在，来自马丁路德大学哈雷-威登堡(MLU)、凯泽斯劳滕大学和瑞士弗里堡大学的国际研究小组第一次能够观察到电子电荷激发如何以超快和同相的方式改变金属氧化物中的电子自旋
这项研究发表在《自然通讯》杂志上
在现代半导体电子学中，每个晶体管的第一个关键步骤是将电子提升到半导体的所谓带隙之上
电子必须穿过实际上不导电的材料
“在它们被激发穿过带隙后，电子的移动电荷产生了用于信息处理的电流
这些电流会导致处理器变热，导致能量损失，”MLU物理研究所的沃尔夫·威德拉教授解释说
自旋电子学试图借助所谓的自旋来解决这个问题
这是产生磁矩的电子的固有角动量，从而产生用于信息处理的磁性
电子和磁性的耦合决定了功能
“磁性氧化物是自旋电子学的一类重要材料，因为它们不传递电子流，只传递磁性信息，”威德拉说，他是MLU和柏林自由大学联合合作研究中心CRC/TRR 227“超快自旋动力学”的一员
然而，直到最近，人们还不清楚电子如何通过带隙与磁性氧化物的自旋相结合
该团队现在已经成功地观察到了这一过程，并为此开发了一种新的理论
一些理论和实验物理学家联合起来解决这个问题
使用最先进的超短脉冲激光，研究人员能够激发电子，使其穿过氧化镍的带隙
他们还观察了信息是如何传递到磁系统的
这使得研究小组能够确定一种以前未知的超快耦合机制，这种机制发生在飞秒量级，即
e
十亿分之一秒
“通过激光激发电子产生的复杂多体特性揭示了这一令人惊讶的观察结果，但也让我们花了很长时间艰难地思考如何正确解释它，”威德拉补充道
根据物理学家的说法，这些发现现在为超快自旋电子学铺平了道路
这将促进未来新的超高速存储系统和信息技术的发展
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