凯泽斯劳滕技术大学 左图显示了一个50纳米宽的钇铝石榴石波导的显微照片
天线允许激发自旋波，然后自旋波沿着条纹传播
右侧面板显示了放大的波导管截面，并将其尺寸与冠状病毒的尺寸进行了比较
信用:TUK /纳米结构中心 磁性提供了新的方法来制造更强大和更节能的计算机，但是在纳米尺度上实现磁性计算是一项具有挑战性的任务
凯泽斯劳滕、耶拿和维也纳的一个联合团队在《纳米快报》杂志上报道了利用电磁波进行超低功耗计算领域的一项重大进展
磁体的磁序中的局部扰动可以以波的形式穿过材料传播
这些波被称为自旋波，它们相关的准粒子被称为磁振子
来自德国创新技术大学的科学家们
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耶拿和维也纳大学以其在“磁振子”研究领域的专业知识而闻名，这一领域利用磁振子开发新型计算机，有可能补充当今使用的传统电子处理器
“使用磁振子的新一代计算机可能更强大，最重要的是，消耗更少的能量
一个主要的先决条件是我们能够制造所谓的单模波导，这使我们能够使用先进的基于波的信号处理方案，”该项目的主要科学家之一、初级教授菲利普·皮罗说
“这需要将我们的结构尺寸推进到纳米范围
例如，这种管道的发展为受人脑功能启发的神经形态计算系统的发展打开了大门
" 然而，将磁振子技术缩小到纳米尺度具有挑战性:“一种非常有希望用于磁振子应用的材料是钇铁石榴石
该项目的负责人、维也纳大学的安德里·丘马克教授说:“钇铝石榴石是一种‘高贵的磁性材料’，因为磁振子在其中的寿命是其他材料的数百倍。”
“但任何东西都有它的价格:如果你试图用它制造微小的结构，YIG是非常复杂和难以处理的
这就是为什么几十年来YIG结构的尺寸都是毫米的，直到现在我们才设法缩小到50纳米，大约小了10万倍
" 为此，德国凯泽斯劳滕技术大学纳米结构中心开发了一种特殊的新技术，使用的是由合作者Dr
卡斯滕·杜布斯来自创新e
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来自耶拿
一个被称为掩模的薄金属层被制作在YIG的顶部，使大部分薄膜暴露出来
然后样品被强有力的氩离子流轰击，去除了YIG未受保护的部分，而掩模下的材料保持不变
之后，去除金属掩模，露出50纳米的完成的YIG的薄带
该论文的第一作者比约恩·海因茨说:“整个过程成功的关键是找到合适的掩模材料，找出它的厚度，并调整几十个不同的参数，以保存YIG的特性。”
“经过几年的研究，我们终于在铬和钛的结合层中找到了我们要寻找的东西
" YIG结构的宽度大约比人类头发的厚度小一千倍
在成功构建后，科学家们继续研究磁振子的传播，以评估纳米尺寸的钇铝石榴石结构是否保持了钇铝石榴石薄膜的优异材料性能
海因茨说:“我们能够证明，构造过程对这种材料的奇妙特性只有很小的影响。”
“此外，我们能够通过实验证明，磁振子能够像之前理论预测的那样，在导管中有效地长距离传输信息
这些结果是磁振子电路发展的一个重要里程碑，证明了基于磁振子的数据处理的普遍可行性
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