未来的Magnonic设备可以使用低功耗来避免性能损失

诸如晶体管之类的电子器件越来越小，并且很快将基于电流达到传统性能的极限。

基于磁电流的设备 - 在某些磁性材料中与磁化波或自旋波相关的准粒子 - 将改变行业，尽管科学家需要更好地了解如何控制它们。

加利福尼亚大学里弗赛德分校的工程师通过首次研究与磁控管电流传播相关的噪声水平，向实用型磁性设备的发展迈出了重要的一步。

噪声或电流的波动是衡量电子设备是否适合实际应用的重要指标。由于噪声会干扰器件的性能，因此更好地了解噪声有多大，将有助于工程师开发出更好的器件。

所有现有的电子设备都基于电导体，如金属或半导体。当电子穿过这些材料时，它们会经历散射，从而导致电阻，加热和能量耗散。当电流通过导线或半导体时，不可避免的加热会导致能量损失。具有较高密度晶体管的较小器件和芯片加速了由于加热引起的能量损失。使用传统电子电流的设备几乎处于不能制造得更小的程度。

一类新材料具有源自旋转的磁性，这是一种先天动量。单个“块”或自旋波单位称为磁振子。磁子不像电子那样是真正的粒子，但它们的行为像粒子一样，可以这样处理。

被称为自旋波的能量波纹可以穿过电绝缘材料传输能量，而不会移动任何电子 - 就像人们在体育场内做波浪一样。这意味着磁铁可以在不产生太多热量的情况下传播，并且会损失很多能量。

一个名为magnonics的新电子领域试图使用磁子而不是电子来创建用于信息处理和存储以及传感应用的设备。虽然电子噪声已知很长时间，但迄今为止还没有人研究过磁振子噪声。

由加州大学河滨分校Marlan和Rosemary Bourns工程学院的电气和计算机工程专家Alexander Balandin领导的团队创​​建了一个芯片，在发射和接收天线之间产生一个巨大的电流或自旋波。

实验表明，在低功率水平下，磁控管并不是那么嘈杂。但在高功率水平下，噪声变得不同寻常，由广泛波动的研究人员称为随机电报信号噪声会干扰设备的性能。噪声与电子产生的噪声明显不同，并且确定了如何构建磁性设备的限制。

“Magnonic设备应该最好以低功率运行，”Balandin说。“人们可以说，在低功率下，磁子的噪声是谨慎的，但在某个功率阈值时变得高而离散。这构成了巨大设备的谨慎魅力。我们的结果也告诉我们保持低噪声水平的可能策略。 “

发现不寻常的噪声特性会抑制巨型设备的发展吗?

“不，信息处理的目标是降低功耗，”巴兰丁说。

目前，Balandin的研究小组正在进行通用组件的实验，以了解基本原理。他们的第一个实验装置相对较大。他们计划调查磁振子噪声的物理机制，并测试这种设备的大幅缩小版本。