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电子旋转产生的机械振动

  • 2019-11-15 16:49:01

微机械元件是现代电气设备的必不可少的部件,但是它们的致动需要电流。随着设备的进一步缩小,对元件进行布线变得更加困难。作为解决这个问题的一种方法,研究人员展示了一种通过自旋电流提供驱动微机械力的新方法。

自旋电流是物质中电子角动量的流动。自旋电流已被用作自旋电子学的新信息载体,例如硬盘驱动器(HDD)磁头和磁性随机存取存储器(MRAM)。在这种情况下,自旋电流的注入可以通过施加磁扭矩来控制微磁体的取向。

考虑到自旋电流的角动量特性,当自旋电流注入机械物体时会发生什么?注入的过量角动量可以在其上施加机械扭矩。这是个主意。

在这项研究中,研究人员制造了一种由磁性绝缘体钇铁石榴石(YIG:Y3Fe5O12)制成的微悬臂结构。将金属细线作为加热器放在悬臂的根部。当电流在导线中流动时,导线通过旋转塞贝克效应作为自旋电流的发生器工作,并且自旋电流传播到微悬臂梁中。研究人员测量了悬臂的振动,同时注入了在微悬臂梁的共振频率附近调制的自旋电流。测量证实,只有当适当的自旋方向的自旋电流注入才能激发悬臂的振动。

“这种微型机器的驱动机制不需要电线。”ERATO Saitoh Spin Quantum Rectification Project的研究员Kazuya Harii说。“这种机制适用于微米和纳米级的任何机械物体。”

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