Как предсказывает теория, металлические электроды способны обеспечить контроль спиновых волн, но до сих пор физики крайне редко могли наблюдать этот эффект в эксперименте. «Прорыв нашей исследовательской команды в том, что мы действительно получаем полноценный контроль над спиновыми волнами, если используем сверхпроводящий электрод», — сказал Тоено ван дер Сар, исследователь из Технического университета Делфта.
Когда спиновая волна создает магнитное поле, оно, в свою очередь, генерирует сверхток в сверхпроводнике, пишет Phys.org. Сверхток выполняет роль зеркала для спиновой волны. Сверхпроводящий электрод отражает магнитное поле обратно, заставляя спиновую волну двигаться вверх и вниз медленнее, что облегчает ее управление.
«Когда спиновые волны проходят под сверхпроводящим электродом, оказывается, что их длина волны полностью меняется. Слегка корректируя температуру электрода, можно с большой точностью настроить магнитуду этих изменений», — сказал ван дер Сар.
Для проверки своей гипотезы ученые разместили поверх тонкого магнитного слоя железо-иттриевого граната (ЖИГ), лучшего на Земле магнита, сверхпроводящий электрод и еще один для возбуждения спиновых волн. Охладив устройство до -268 градусов, они привели электрод в сверхпроводящее состояние. По мере охлаждения спиновые волны все больше замедлялись, позволяя манипулировать собой и раскрывая ученым свойства сверхпроводников.
«Теперь мы можем разрабатывать устройства на основе спиновых волн и сверхпроводников, которые дают мало тепла и световых волн, — сказал ванн дер Сар. — Представьте себе спинтронную версию частотных фильтров или резонаторов, компонентов, которые можно найти в электронных цепях сотовых телефонов, например. Или цепей, служащих транзисторами или соединителями между кубитами в квантовом компьютере».
Команда исследователей из Академии наук Китая доложила в прошлом году о серьезном прогрессе в квантовых вычислениях. Они провели успешную инициализацию, когерентный контроль квантовых состояний и вывод данных о спинах при комнатной температуре при помощи выращенных в растворе квантовых точек. Прежде такой подход считался возможным только теоретически.
