当前位置:

首页 > 硬件相关 > 轨道电流首次直接用于信息读写

轨道电流首次直接用于信息读写

本文目录

    德国美茵茨大学团队首次实现直接利用轨道电流进行信息读写,省去转换为自旋电流的步骤。通过铜-氧化铜与氧化钴的轨道矩直接耦合读出信号,强度比传统自旋系统高两个数量级,有望开发低能耗存储器和处理器。

    先说几个核心判断:这一次,德国美茵茨大学的团队在《科学》杂志上发表的成果,确实值得关注。他们首次实现了直接利用轨道电流进行信息读写,省去了过去必须将其转换为自旋电流的中间步骤。这意味着什么?意味着有望开发出能耗极低的存储器和处理器,这可不是一句空话。


    传统的电子设备靠的是电子的电荷属性来干活,大家已经很熟悉了。自旋电子学则更进一步,玩的是电子的自旋属性。而近年来兴起的轨道电子学,干脆利用电子围绕原子核运动产生的轨道角动量来承载信息。听起来有点玄乎,但道理很简单:理论上看,轨道电流产生的信号强度比自旋电流高出几个数量级,这对于降低数据存储和处理能耗来说,简直是理想选择。不过,在此之前,这条路上一直有个绕不过去的坎——轨道电流必须先转换成自旋电流才能实际应用,这一转换过程,等于把它的潜力打了不少折扣。

    这次,团队构建了一个精妙的模型系统:在绝缘反铁磁材料氧化钴上覆盖一层铜,铜在表面反应形成氧化铜。已知轨道电流会在铜-氧化铜层中形成,并向氧化钴层传播。关键之处在于,他们将铜中可移动的轨道矩与氧化钴中局域的轨道矩直接耦合在一起。正是这种耦合,才使得信息读出成为可能——根据两种轨道矩的相对排列方向,就能自然地对应二进制中的“0”或“1”。

    这个耦合能够实现,说到底是因为用了以轨道角动量为主的磁体。过去的研究一直依赖以自旋为主的磁体,思路被框住了。团队做了一个对比测试,把这一轨道电子系统与传统的氧化钴/铂自旋电子系统放在一起比较,结果令人印象深刻:前者产生的信号强度比后者高出两个数量级。

    更深入的研究还发现,轨道电流和氧化钴的相互作用方式,与自旋电流根本不同。轨道电流不是在简单模仿自旋电流的行为,而是激活了反铁磁材料中那些一直被隐藏的特性。

    团队的判断是,具有强轨道特性的反铁磁材料将成为未来轨道电子器件的理想平台。这有望推动开发出更节能的存储和计算技术——不仅是在学术层面,更是在应对全球资源和能源消耗挑战的现实意义上。

    总编辑圈点

    理论上来说,靠电子绕原子核运动产生的轨道电流存算信息,信号强度高、能耗低,确实是理想选择。但我们一直无法直接利用轨道电流,不得不先把它转成自旋电流,转换过程不可避免地会降低性能、提高能耗,削弱了轨道电流的优势。此次科研人员搭建的特殊双层材料模型,打开了轨道电流直接读写信息的通路。这种新的信息读写方式未来若能得到应用,开发下一代高性能存储与计算芯片,将有望缓解数据中心的耗电压力,助力计算技术的可持续发展。

    本文内容来源于网友投稿,如有侵权请联系删除。
    作者最新文章
    硬件相关
    相关文章 更多
    笔记本加内存条后无法开机怎么办及解决方法
    笔记本加内存条后无法开机怎么办及解决方法

    笔记本加装新内存后遇到黑屏或无法开机?不要慌张,本文通过重新插拔、清洁金手指、单根测试等具体操作步骤,帮你快速判断是安装失误还是硬件不兼容,并给出相应解决办法。

    电脑主机前置usb不能用怎么解决排查修复教程
    电脑主机前置usb不能用怎么解决排查修复教程

    针对电脑主机前置USB接口无法识别设备的问题,本文提供一套基于因果逻辑的排查流程。涵盖检查机箱内部USB针脚连接、验证BIOS中USB控制器状态、更新芯片组驱动以及排除供电不足等常见原因,帮助用户快速恢复接口功能。

    无线鼠标充不进电解决办法及故障排查步骤
    无线鼠标充不进电解决办法及故障排查步骤

    遇到无线鼠标充不进电的问题,不要急于更换设备。本文详解从清理接口氧化层、更换数据线到检测电池电压的完整排查流程,帮助你判断是临时故障还是硬件损坏。

    蓝牙游戏手柄连接教程吃鸡
    蓝牙游戏手柄连接教程吃鸡

    想知道如何用蓝牙手柄玩吃鸡游戏?本文详细讲解手机蓝牙手柄的连接步骤、主流映射软件的使用方法以及实战中的键位布局技巧,助你提升射击手感,同时解析外设玩家的匹配机制与注意事项。

    游戏手柄蓝牙连接为何每次都要重连原因排查与解决方法
    游戏手柄蓝牙连接为何每次都要重连原因排查与解决方法

    本文深入分析游戏手柄蓝牙频繁断开且需重连的根本原因,涵盖电池电压检测、操作系统电源管理策略及驱动冲突。通过具体的系统设置调整和固件更新步骤,解决蓝牙握手失败问题,恢复手柄的稳定连接状态。

    显示器画面模糊抖动怎么解决及排查方法教程
    显示器画面模糊抖动怎么解决及排查方法教程

    遇到显示器画面模糊或抖动时,可通过检查视频连接线、调整系统分辨率与刷新率、更新显卡驱动等步骤进行排查和修复。

    小米智能门锁换电池后怎么开机
    小米智能门锁换电池后怎么开机

    小米智能门锁更换新电池后无法开机或屏幕不亮?本文详解电池极性检查、金属触点清洁及强制重启方法,帮你快速解决供电问题,让门锁恢复正常使用。

    电视机声音怎么连接到外置音响
    电视机声音怎么连接到外置音响

    想让电视声音更震撼?本文详解如何通过HDMI ARC、光纤、蓝牙和3.5mm接口将电视连接至外置音响,包含具体设置步骤与常见问题排查,助你轻松打造家庭影院。

    打印机加墨水后打印不出颜色的原因及解决方法
    打印机加墨水后打印不出颜色的原因及解决方法

    解决打印机加墨水后打印无色的问题,涵盖墨盒芯片计数器重置、喷头气锁排除方法以及驱动程序颜色设置检查,帮助用户快速恢复彩色打印功能。

    显示器无信号但主机正常工作原因排查与解决方法
    显示器无信号但主机正常工作原因排查与解决方法

    面对主机运转正常但显示器无信号的困境,本文通过场景化分析,指导用户从线缆检查、输入源切换、内存金手指清洁到显卡重新插拔,逐步排除故障,恢复显示。

    查看更多
    精品专题 更多
    装机必备
    装机必备

    正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

    Windows
    Windows

    正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

    macOS软件
    macOS软件

    正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

    Mac软件 更多
    photoshop
    photoshop
    Windows、macOS 、 iPad

    Photoshop 2026 是 Adobe 推出的专业图像处理与视觉设计软件,支持 Windows、macOS 和 iPad 等平台,广泛应用于摄影修图、电商设计、平面海报、数字绘画及视觉合成等创作场景。

    Blender
    Blender
    Windows、macOS 和 Linux

    Blender 是一款免费开源、跨平台的专业 3D 创作软件,集建模、动画、渲染、视频编辑与视觉合成等功能于一体,广泛应用于影视动画、游戏设计和建筑可视化等领域。软件支持 Cycles 物理渲染器与 Eevee 实时渲染引擎,并提供多边形建模、骨骼绑定、物理模拟等专业工具。Blender 兼容 Windows、macOS 和 Linux 系统,安装包轻巧、运行流畅,依托活跃的全球开发者社区持续更新,是从初学者到专业创作者都值得选择的正版 3D 创作工具。

    灵活计算器
    灵活计算器
    macOS/iOS/Android

    灵活计算器是一款笔记式算数应用,支持实时计算、动态关联和云端同步功能。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

    WINDOWS 更多
    3dmax(3ds max)
    3dmax(3ds max)
    Windows

    Autodesk 3ds Max 是一款专业的三维建模、动画与渲染软件,广泛应用于建筑可视化、游戏开发、影视动画、广告设计和产品展示等领域。

    photoshop
    photoshop
    Windows、macOS 、 iPad

    Photoshop 2026 是 Adobe 推出的专业图像处理与视觉设计软件,支持 Windows、macOS 和 iPad 等平台,广泛应用于摄影修图、电商设计、平面海报、数字绘画及视觉合成等创作场景。

    Blender
    Blender
    Windows、macOS 和 Linux

    Blender 是一款免费开源、跨平台的专业 3D 创作软件,集建模、动画、渲染、视频编辑与视觉合成等功能于一体,广泛应用于影视动画、游戏设计和建筑可视化等领域。软件支持 Cycles 物理渲染器与 Eevee 实时渲染引擎,并提供多边形建模、骨骼绑定、物理模拟等专业工具。Blender 兼容 Windows、macOS 和 Linux 系统,安装包轻巧、运行流畅,依托活跃的全球开发者社区持续更新,是从初学者到专业创作者都值得选择的正版 3D 创作工具。