日用光脈沖完全控制電子自旋_科技新聞_河北省高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會

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日用光脈沖完全控制電子自旋

發(fā)布日期： 2009-12-18 瀏覽次數(shù)：31 來源：admin

      據(jù)2008年11月13日出版的英國《自然》雜志報道，日本科學技術(shù)振興機構(gòu)近日聲稱，國立信息學研究所的科學家成功的控制了不同自旋狀態(tài)的電子，其成果轉(zhuǎn)化為應(yīng)用后，將為極大促進量子計算機的產(chǎn)生。
運算與數(shù)據(jù)貯存可說是半導體與磁性物質(zhì)到目前為止最重要的應(yīng)用之一，而這兩者構(gòu)成一部我們最為熟知的計算機。自旋電子可跨越半導體和磁性兩個領(lǐng)域，而對不同自旋取向的電子及其輸運性質(zhì)的研究，會促進設(shè)計和開發(fā)新型電子器件，這正是自旋電子學科的主要任務(wù)。
　以往對電子自旋的控制多采用電子自旋共振法，也就是用對應(yīng)自旋基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間能量差異的1吉赫茲至10吉赫茲的微波脈沖進行控制。該方法控制自旋所需的時間多達幾十納秒，成為量子計算機生成的一大阻力。而今日本科學家用頻率上萬倍于微波的光脈沖代替微波，在1皮秒至10皮秒（1皮秒等于1/1000納秒）的瞬間，完全控制了封閉在半導體納米構(gòu)造內(nèi)的自旋電子。
    自旋狀態(tài)屬一種“能量獨立”的狀態(tài)，在理論上可確保即使在斷開電源時也具有保存數(shù)據(jù)的能力，同時能大大降低電子器件的耗電量。而利用自旋處理信息將會改變計算機傳送和儲存信息的方式，為計算機領(lǐng)域帶來巨大突破。
     其目前最被看好的應(yīng)用就是量子計算機，欲研制量子計算機必須掌握控制儲存量子信息的自旋狀態(tài)的技術(shù)———即用自旋狀態(tài)實現(xiàn)抹去舊信息、讀寫新信息的功能。在2008年6月，美國加州大學的物理學家，發(fā)現(xiàn)自旋電子穿過“磁隧道結(jié)”的類型可控，曾被譽為改變計算機信息傳送和貯存的方式的重要一步。

（信息來源：科技日報）

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