IBM新存储技术12个磁性原子存储一“位”信息

IBM纳米技术研究人员表示，他们已经发现一种可在少至12个磁性原子上存储一“位”信息的方法，该发现将从根本上改变大规模数据存储的规模。当前设备需要约100万个原子才能存储一“位”信息，这意味着IBM的新发现将未来存储规模缩小至当前所需的八万三千分之一。IBM表示，新存储技术的性能与冰箱上的磁铁类似，利用其原子间磁性交互作用使所有的原子磁力向一个方向运动。     

铁磁材料磁化涡旋在应变作用下的响应简

磁化涡旋是微米/亚微米铁磁材料中一种常见的磁畴结构，由于它可以被用于高密度的磁性存储设备中，近年来受到了人们的广泛关注。本文基于随时间变化的Ginzburg-Landau方程，采用实空间下的相场模型研究了铁磁材料中磁化涡旋的力磁耦合行为，探讨了铁磁纳米圆柱体中自发磁化涡旋形态以及该结构在沿圆柱体轴向应变作用下的响应行为。结果表明，沿圆柱体轴向的应变对面内磁化分量的幅值和分布影响十分微弱，但对垂直于圆柱体表面磁化分量的影响却十分明显，具体表现为平面外磁化分量的幅值将随着拉应变的增大而增大，又会伴随压应变的增大而减小。随着平面外磁化分量的增加，则更容易探测到该磁化涡旋的极性情况，从而有利于实验观察和实际应用。     

中科大实现光子比特与原子比特间的量子态隐形传输

中国科技大学微尺度物质科学国家实验室潘建伟研究小组在国际上首次实验实现了光子比特与原子比特之间的量子态隐形传输。光子是量子通信中最好的信息载体,但却难以存储;而原子态可用来存储量子态。在不破坏其量子特性的情况下,将飞行（光）量子比特所载信息传送到静止（原子）量子比特上．并在需要时成功读取原子量子比特内存储的信息,将是未来量子信息处理中的重要组成部分。研究人员利用极化光子态作为量子信息的载体,利用由大约100万铷原子构成的冷原子系综作为量子存储器．制备了光子与原子系综态之间的纠缠。通过这个光子-原子纠缠源,进行了光量子比特到远程原子比特的量子态隐形传输。传输到原子比特的量子信息在存储了8S后,被成功地转换为光量子态以作进一步的量子信息处理。     

铁磁材料磁化涡旋在应变作用下的响应

磁化涡旋是微米/亚微米铁磁材料中一种常见的磁畴结构,由于它可以被用于高密度的磁性存储设备中,近年来受到了人们的广泛关注。本文基于随时间变化的Ginzburg-Landau方程,采用实空间下的相场模型研究了铁磁材料中磁化涡旋的力磁耦合行为,探讨了铁磁纳米圆柱体中自发磁化涡旋形态以及该结构在沿圆柱体轴向应变作用下的响应行为。结果表明,沿圆柱体轴向的应变对面内磁化分量的幅值和分布影响十分微弱,但对垂直于圆柱体表面磁化分量的影响却十分明显,具体表现为平面外磁化分量的幅值将随着拉应变的增大而增大,又会伴随压应变的增大而减小。随着平面外磁化分量的增加,则更容易探测到该磁化涡旋的极性情况,从而有利于实验观察和实际应用。     

自由空间中一维W原子链的磁性

应用基于密度泛函理论的第一原理方法,对自由空间中的一维W原子链的磁性进行了计算.得到了考虑自旋轨道相互作用的铁磁,反铁磁以及螺旋磁性结构的一维W原子链的原子磁矩随原子间距的变化及相应的磁学性质,并与不考虑自旋轨道相互作用的情况做了对比.结果发现,原子链的原子磁矩在原子间距的一个小变化范围内有个跃升,最终趋于单原子磁矩;与体材料时不同,稳定的一维W原子链具有磁性,而且反铁磁W原子链的相对稳定性高;轨道磁矩在有近邻原子作用时出现,且极化方向与自旋极化方向相反.最后,也对W一维原子链的电磁性质进行了讨论.     

铁磁钢材应力致磁各向异性定量检测特性研究

为研究铁磁材料的应力致磁各向异性的物理表现及其对应力的定量检测特性,搭建了交流磁化/检测实验装置.在单向加载条件下,对铁磁Q195平板试件施加了不同程度的弹性应力.并在保持每个弹性应力方向及大小不变前提下,施加了不同方向的不饱和交流外磁场,检测了其交流磁化曲线.通过对实验数据的频谱分析、磁滞回线的获取及磁特征参数的提取,分析和讨论了铁磁材料应力致磁各向异性定量特性、磁各向异性特征参数与应力的定量关系.研究结果表明:应力导致了铁磁Q195钢材表现出了磁各向异性特性;应力致磁各向异性磁特征参数随着应力增大而近似于线性增大,可以通过提取对应的参数进而求取对应的应力.研究结果对系统探究铁磁材料的应力致磁各向异性定量特性具有一定参考价值.     

基于第二代Bandelets变换的静止图像压缩

基于第二代Bandelets变换提出了一种静止图像压缩算法．先引入数字线表示离散域中的直线，再通过目标码率来计算相应的近似量化值，对建立的率失真函数取最小值得到最佳的Bandelets变换方向，然后根据子带相关性以建立四叉树并通过编码扫描次序来存储系数，最后将JPEG2000的比特位平面和上下文编码应用到量化后的Bandelets系数，从而实现了图像压缩．该算法降低了方向寻优的计算复杂度，减少了表征方向信息所需比特数和辅助的方向信息总量，同时提高了压缩图像的质量．实验结果表明，与JPEG2000相比，该算法的峰值信噪比可提高0．3-1．3dB．     

次级粘合薄磁的直线平板电磁阻尼器研究

为了在不改变阻尼器尺寸、形状、永磁体型号以及次级金属板材料的情况下提高阻尼力,提出了一种在次级粘合一块薄磁的方案。以一个典型的直线平板电磁阻尼器为例,利用有限元分析软件,对其气隙磁场、阻尼力以及轭板外环境磁场进行了仿真分析。仿真结果表明,次级粘合薄磁后,其x方向(次级运动方向)的阻尼力显著提高,z方向的平均阻尼力不足x方向的1%。铁磁材料轭板减小了初级永磁体外侧磁阻,降低了阻尼器外部漏磁。同时,铁磁轭板在初级磁场中被磁化,增加了阻尼器边缘磁感应强度,同样有利于提高次级在此处的阻尼力。     

铁磁材料动态磁性的计算机辅助测量与研究

绝大多数铁磁材料都用于动态磁化条件下工作的磁性器件,其动态磁性能是磁性器件好坏的关键.由于磁性材料的磁化过程很复杂,影响磁性材料磁化特性的因素又很多,在多数场合无法用解析方法来定量描述磁化过程的规律,只能通过实验来测定.本文利用微机辅助测量技术来研究磁滞回线的动态磁化过程,分析在不同的初始磁场强度下的磁滞回线,并从理论上进行了深入的讨论.     

弱磁检测漏磁信号影响因素实验与仿真研究

弱磁检测能够有效地发现钢筋、钢绞线等铁磁构件因锈蚀产生的结构受损;但是这些铁磁材料会因所在地点、所受地磁场磁化时间的不同,从而使其在弱磁检测中所受的地磁场强度与自身磁化程度也不同。所以,为了探究地磁场与自身磁化对采集到的漏磁信号是否存在影响,在此通过磁屏蔽与退火的方法控制地磁场与自身磁化强度两个变量,进行漏磁信号检测对比实验。为了进一步分析实验结果,采用COMSOL软件对实验进行仿真模拟。结果表明:地磁场对漏磁信号只存在数值上的影响,不会明显改变漏磁信号的变化规律;而自身磁化才是影响漏磁信号规律的主要因素。与此同时,仿真结果也与实验结果保持一致。     

钢结构磁性无损检测理论与应用研究

当钢材等铁磁材料受到外部荷载作用时,在它的内部将产生内力,即产生应力σ,从而使铁磁材料磁化时的磁导率发生相应变化。本文根据铁磁材料的这一独特性能,针对大跨钢结构等缺陷敏感结构的主要受力和变形特点,利用磁化的应力敏感性,研究并提出了一种铁磁构件在简单应力状态下的磁导率变化与其应力变化关系的数学模型,得出了构件应力与其磁导率之间的线性相关关系,建立了大跨钢结构等缺陷敏感结构安全状况磁性无损检测的基本理论和工程应用方法,为保证这类结构的安全性提供了一定的依据。     

信息存储材料:电子器件从"吉时代"到"太时代"跨越

随着信息技术的飞速发展,人类要处理的信息量与日俱增,要求不断开发具有更高信息存储密度及更快响应速度的材料和器件。如何提高读写速度、实现纳米尺度信息存储是目前迫切要解决的问题。超高密度信息存储是指信息存储密度大于1012比特／平方厘米（1太比特／平方厘米）,实现从电子器件从“吉时代”到“太时代”的跨越。与目前市售电子器件的存储密度相比,其信息存储能力堪称惊人。超高密度信息存储材料和器件作为纳米电子学的重要内容之一,将为未来信息技术的发展奠定理论和技术基础。     

陶瓷晶粒生长仿真的最优化方法

针对陶瓷晶粒生长原子线度仿真数据量大、运行速度慢的问题，提出基于原子坐标信息而建立的最优化数据结构：三叉树．将较适用于晶粒生长仿真的空间离散化方法与利于数据编辑的树型方法结合在一起．以适应快速地增加、查找、删除原子数据的需要．针对存储量问题．提出只存储外部原子(边界原子)信息的方法．每个原子含一整型数(integer)．整型数的每一位记录其一个相邻原子是否是内部原子：1表示内部原子．0表示外部原子．程序实现证明．仿真速度比原无序的数据结构提高了一个数量级．为O(n^2/3)；对于n^3个原子。只需存储6n^2。个原子信息．节省了大量存储空间．     

与铁磁引线耦合的垂直双量子点中的自旋极化输运

研究与左右两个铁磁引线耦合的垂直双量子点系统中自旋极化流和自旋积累的性质。发现他们可以用外加偏压或两引线的磁化方向充分调节。在平行磁化方向时,电流的自旋极化率始终为正,并且敏感地依赖引线磁化率取值的相对大小。当磁化方向为反平行时,流的自旋极化率可正可负,在偏压等于正负库伦相互作用强度时分别出现谷和峰。自旋积累有相似的行为。尤其是在一个引线的磁化率为零时,会出现自旋二极管效应。     

信息

<正>超导量子计算机有了首个光电开关量子比特是未来量子计算机的基本构建单位,主要用来存储量子信息。量子数据传输总线(量子客车)使得量子比特可以一个一个连接起来,从而实现信息传递。量子总线由空腔(cavity)组成,其可让单个微波光量子伪装成标准波,还能在短时间内储存量子位。某量子位中的信息被编码后,在转移到另一量子位前可在空腔中储存10纳秒。最近美国国家标准技术研究院(NIST)的科学家首次为由量子比特和量子传输总     

应用计算机测量铁磁材料的动态磁参数

介绍了应用计算机对反映铁磁材料动态磁化过程的主要特征进行实时记录的方法,并给出直接测量饱和磁感应强度、剩磁和矫顽力等动态磁参数的应用实例.实验证明,该方法不仅可以再现铁磁材料的磁化规律,而且测量更便捷、结果更直观、精度更高,为铁磁材料动态磁参数的实时测量提供了一条有效、快捷的途径.     

陶瓷晶粒生长仿真的最优化方法

针对陶瓷晶粒生长原子线度仿真数据量大、运行速度慢的问题,提出基于原子坐标信息而建立的最优化数据结构三叉树,将较适用于晶粒生长仿真的空间离散化方法与利于数据编辑的树型方法结合在一起,以适应快速地增加、查找、删除原子数据的需要.针对存储量问题,提出只存储外部原子(边界原子)信息的方法.每个原子含一整型数(integer),整型数的每一位记录其一个相邻原子是否是内部原子1表示内部原子,0表示外部原子.程序实现证明,仿真速度比原无序的数据结构提高了一个数量级,为O(n2/3);对于n3个原子,只需存储6n2个原子信息,节省了大量存储空间.     

与铁磁导体耦合的量子点中非线性热自旋效应

研究与两个铁磁导体耦合的单个量子点中热梯度产生的纯自旋流。发现热梯度和电子库的铁磁性会在量子点能级离开电子-空穴对称点时产生较强的自旋压。自旋压的大小和方向可以通过改变热梯度的方向来调整。当两个铁磁引线的磁化方向为相互平行时,自旋压的绝对值最小,而当两个引线中的磁矩为反平行时,自旋压的强度会显著增大。     

C掺杂ZnS纳米线电子性质和磁性质

运用第一性原理方法研究了C掺杂ZnS纳米线的电子性质和磁性质.研究发现C原子趋于替代纳米线表面的S原子.所有掺杂纳米线显示了半导体特性.纳米线的总磁矩主要来源于C原子2p轨道的贡献.由于杂化,相邻的Zn原子和S原子也产生了少量自旋.在超原胞内,C、Zn和S原子磁矩平行排列,表明它们之间是铁磁耦合.铁磁态和反铁磁态的能量差达到了121meV,表明C掺杂ZnS纳米线可能存在室温铁磁性,这在自旋电子学领域有很大应用前景.     

外应力对铁磁/反铁磁体系初始磁化状态和磁化行为的影响

采用能量极小原理和数学解析推导,我们得出了铁磁/反铁磁体系由单稳态过渡到双稳态时的临界应力与外应力方向之间的函数表达式.这个表达式可以帮助我们根据体系的物理参数来判断体系处于单稳态还是双稳态,有助于我们分析体系的磁化反转和交换偏置行为.此外,我们也分析了体系处于双稳态时,外应力对铁磁/反铁磁体系磁化行为的影响,推导出了磁滞回线中转换场满足的物理方程,有关结论有助于我们利用数学解析方法分析交换偏置中的应力问题.