代尔夫特理工大学的量子物理学家首次证明，使用超导体控制和操纵芯片上的自旋波是可能的。磁铁中的这些微小的波可能会在未来提供电子产品的替代品。这项发表在《科学》杂志上的研究主要为物理学家提供了对磁体和超导体之间相互作用的新见解。

“自旋波是磁性材料中的波，我们可以用它来传输信息，”领导该实验的迈克尔博斯特解释道。“由于自旋波可能成为电子产品节能替代品的有前途的构建模块，因此科学家多年来一直在寻找控制和操纵自旋波的有效方法。”

理论预测金属电极可以控制自旋波，但物理学家到目前为止在实验中几乎没有看到这种效应。量子纳米科学系副教授ToenovanderSar表示：“我们研究团队的突破在于，我们证明，如果使用超导电极，我们确实可以正确控制自旋波。”

其工作原理如下：自旋波产生磁场，进而在超导体中产生超电流。该超电流充当自旋波的镜子。超导电极将磁场反射回自旋波。超导镜使自旋波上下移动得更慢，这使得波更容易控制。

博斯特说：“当自旋波通过超导电极时，它们的波长完全改变。通过稍微改变电极的温度，我们可以非常准确地调整变化的幅度。”

“我们从被称为地球上最好的磁铁的钇铁石榴石(YIG)薄磁性层开始。在其顶部，我们放置了一个超导电极和另一个电极来感应自旋波。通过冷却到-268度，我们让电极进入超导状态，”范德萨说。

“令人惊奇的是，随着天气变冷，自旋波变得越来越慢。这为我们提供了操纵自旋波的独特方法;我们可以偏转它们，反射它们，使它们共振等等。但它也给了我们对超导体特性的巨大新见解。”

研究人员通过使用独特的传感器测量自旋波的磁场来对自旋波进行成像，这对于实验至关重要。范德萨说：“我们使用金刚石中的电子作为自旋波磁场的传感器。我们的实验室是这项技术的先驱。它的酷之处在于我们可以透过不透明的超导体看到下面的自旋波，只需就像核磁共振扫描仪可以透过皮肤观察某人的身体一样。”

“自旋波技术仍处于起步阶段，”博斯特说。“例如，要利用这项技术制造节能计算机，我们首先必须开始构建小型电路来执行计算。我们的发现打开了一扇门：超导电极允许无数新的节能自旋波电路。”

“我们现在可以设计基于自旋波和超导体的设备，产生很少的热量和声波，”范德萨补充道。“想想自旋电子版本的频率滤波器或谐振器，例如，可以在手机电子电路中找到的组件。或者可以用作量子计算机中量子位之间的晶体管或连接器的电路。”

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