作者:RIKEN 信用:CC0公共领域 在发表在《科学进展》上的研究中,由CEMS理肯紧急物质科学中心的科学家领导的一个小组利用磁旋转耦合原理来抑制声波在薄膜表面的单向传播,同时允许声波在另一个方向传播
这可能导致声波整流器的发展——这种设备允许波优先向一个方向传播,在通信技术中有潜在的应用
整流器在技术发展中极其重要
最著名的是电子二极管,它用来将交流电转换成DC电,从而使电气化成为可能
在目前的研究中,该小组研究了磁性薄膜中声表面波的运动——声音的运动就像地震在地球表面的传播
表面声波和自旋波之间存在相互作用,这是材料内部磁场的扰动,可以穿过材料
声表面波可以通过两种方式激发自旋波
一个是磁弹性耦合,已经有很好的记录
然而,第二个,磁旋转耦合,是由当前研究的作者之一,Sadamichi Maekawa在40多年前提出的,但直到现在还没有得到实验验证
在目前的研究中,作者发现这两种机制同时发生,但强度不同
他们发现,当磁性样品的磁化方向与声表面波的方向相同时,声表面波的能量更有效地转移到自旋波,增加了磁化方向的旋转
事实上,研究人员能够确定单向耦合的配置,其中只有一个方向的表面声波能量可以转移到磁化的旋转
他们还注意到,当磁性材料表现出磁各向异性时,这种整流效应更加明显,这意味着即使在施加外部磁场之前,内部磁化也有一个优选的方向
该论文的第一作者,RIKEN的徐明然说:“非常令人兴奋的是,磁旋转耦合现象确实发生了,而且它可以用来完全抑制声能在一个方向上的运动
" 同样来自瑞典CEMS的豪尔赫·普埃布拉说:“我们希望能利用这项工作创造出一种‘声学二极管’,相当于非常重要的电子二极管
我们可以相对容易地制造一种装置,其中声能在一个方向上有效地传递,但在另一个方向上受阻
这是在微波频率下发生的,这是5G通信技术的兴趣范围,因此表面声波可能是这项技术的一个有趣的候选对象
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