Спин-акустика: акустическая волна заставляет электроны вращаться
Ученые обнаружили движение наноакустической волны, предсказанное известным физиком и лауреатом Нобелевской премии Джоном Уильямом Стреттом
Ученые обнаружили движение наноакустической волны, предсказанное известным физиком и лауреатом Нобелевской премии Джоном Уильямом Стреттом, более известным как лорд Рэлей (Рейли).
Это явление может найти применение в акустических квантовых технологиях или в так называемых «фононных» компонентах, которые используются для управления распространение акустических волн.
«Со времени новаторской работы лорда Рэлея стало известно, что существуют акустические волны (волны Рэлея), которые распространяются по поверхности твердых тел и демонстрируют очень характерное эллиптическое качение», — сказал Хуберт Креннер, профессор физики, возглавлявший исследование.
«В случае наноакустических волн нам теперь удалось непосредственно наблюдать это поперечное вращение».
В своем исследовании ученые использовали очень тонкую нанопроволоку, которую поместили на так называемый пьезоэлектрический материал, ниобат лития. Этот материал деформируется под действием электрического тока, и с помощью небольших металлических электродов на материале может создаваться акустическая волна.
На поверхности материала акустическая волна генерирует эллиптически вращающееся электрическое поле. Это, в свою очередь, заставляет электроны в нанопроволоке двигаться по круговому пути.
Представленные результаты исследований являются важной вехой: впервые наблюдаемое поперечное вращение можно использовать специально для управления наносистемами или передачи информации.
Исследователи убеждены, что универсальный принцип спиновой физики, лежащий в основе этого явления, приведет к важным технологическим достижениям. В настоящее время команда работает над тем, чтобы связать поперечное вращение акустических волн со вращением других волн.
«Что нам нужно сделать дальше, так это использовать это поперечное акустическое вращение специально для того, чтобы управлять оптическими квантовыми системами или, например, вращением света», — говорят ученые.