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Soliton Spin pourrait être un Hit en Communication Téléphone cellulaire

Published on September 14, 2010 at 7:26 PM

Des chercheurs de l' Institut National des Standards and Technology (NIST) ont trouvé des preuves théoriques * d'une nouvelle façon de générer les ondes à haute fréquence utilisées dans les appareils modernes de communication comme les téléphones cellulaires. Leur analyse, si elles sont soutenues par des preuves expérimentales, pourraient contribuer à une nouvelle génération de technologie sans fil qui serait plus sûr et plus résistant aux interférences que les appareils classiques.

Les conclusions de l'équipe pointer vers un oscillateur qui exploiterait le spin des électrons pour générer des micro-ondes-ondes électromagnétiques dans les fréquences utilisées par les appareils mobiles. Electron spin est une propriété fondamentale, en plus de la charge électrique de base, qui peut être utilisé dans les circuits électroniques. La découverte ajoute un autre effet potentiel de la liste des capacités de Spin.

Cette animation montre l'évolution du soliton au cours d'environ 2,7 nanosecondes. Courant commence passant par le trou (au centre), provoquant l'aimantation à osciller. Ces oscillations d'abord passer à travers la couche, mais après 1,8 ns l'aimantation sous le trou inverse pour former le soliton (modifications centre rouge) et les oscillations sont alors localisés. Crédit: NIST

Travail de l'équipe une variation nouvelle sur plusieurs types de proposé précédemment expérimentale oscillateurs-prédit que d'un type particulier d'onde stationnaire appelé un "soliton" peuvent être créés dans une couche d'un sandwich multicouches magnétiques. Les solitons sont des formes de préservation des vagues qui ont été observés dans une variété de médias. (. Ils ont d'abord été observée dans un canal en bateau en 1834 et sont maintenant utilisés dans les communications par fibre optique) Création du soliton exige que l'une des couches sandwiches être magnétisés perpendiculaire au plan des couches en sandwich, puis un courant électrique est forcée à travers une petit canal dans le sandwich. Une fois que le soliton est établie, l'orientation magnétique oscille à plus d'un milliard de fois par seconde.

«C'est la fréquence des micro-ondes», explique le physicien du NIST Thomas Silva. "Vous pouvez utiliser cet effet pour créer un oscillateur dans les téléphones cellulaires qui utilisent moins d'énergie que ceux en usage aujourd'hui. Et les militaires pourraient les utiliser dans les communications sécurisées ainsi. En théorie, vous pourriez changer la fréquence de ces dispositifs assez rapidement, ce qui rend les signaux très dur pour les ennemis d'intercepter ou de la confiture. "

Silva ajoute que l'oscillateur est prévu pour être très stable, sa fréquence reste constante, même avec des variations de courant un avantage distinct pratique, car elle permettrait de réduire les bruits indésirables dans le système. Il apparaît également de créer un signal de sortie qui serait à la fois stables et solides.

La prédiction de l'équipe a aussi une valeur pour la recherche fondamentale.

"Tout ce que nous avons fait à ce point est la mathématique, mais les équations de prévoir ces effets se produisent dans les appareils que nous pensons que nous pouvons réaliser», explique Silva, soulignant que la recherche a été inspirée par les matériaux qui existent déjà. «Nous aimerions commencer à chercher des preuves expérimentales que ces excitations localisées se produisent, notamment parce que les solitons dans d'autres matériaux sont difficiles à générer. Si elles se produisent dans ces dispositifs que nos prévisions l'indiquent, nous pourrions avoir trouvé un moyen relativement facile d'explorer leurs propriétés. "

* MA Hoefer, TJ Silva et MW Keller. Théorie pour un soliton dissipatif gouttelettes excité par un couple nanocontact spin. Physical Review B, 82, 054432 (2010), le 30 août. 2010. DOI: 10.1103/PhysRevB.82.054432

Last Update: 15. October 2011 01:31

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