Nieuw diffractie -fenomeen van akoestische golven. Een nieuwe asymmetrische diffractie is bereikt met behulp van een array van ferromagneten met nanopatering. Deze demonstratie komt voort uit een unieke interactie tussen ferromagneten en akoestische golven. Credit: Nii et al.
Er is een uniek propagatiefenomeen van akoestische golven ontdekt, waarbij de weg wordt vrijgemaakt voor het ontwikkelen van geavanceerde communicatietechnologieën met behulp van akoestische apparaten.
Het onderzoek, gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven Op 14 januari 2025 werd geleid door het Institute for Materials Research aan de Tohoku University, in samenwerking met het Japan Atomic Energy Agency en het Riken Center for Emergent Matter Science.
Oppervlakte akoestische golven (zagen) – elastische trillingen die langs het oppervlak van materialen als rimpelingen op een vijver reizen – spelen een cruciale rol in moderne communicatietechnologieën. Dit zijn belangrijke componenten in frequentiefilters die worden gebruikt in alledaagse apparaten zoals mobiele telefoons.
Deze apparaten zetten elektrische signalen om in trillingen, of “rimpelingen”, door het piëzo -elektrische effect, waardoor efficiënte signaalverwerking mogelijk wordt. Daarom is een dieper begrip van zaaggedrag essentieel voor het bevorderen van toekomstige technologieën.
In het experiment gebruikte het team geavanceerde nanofabricagetechnieken om een periodieke reeks magnetische materialen op nanoschaal te creëren. De magnetische array op nanoschaal kan worden beschouwd als een gespecialiseerd rooster waar de golven doorheen gaan.
Tot hun verbazing observeerde het onderzoeksteam in plaats van het typische symmetrische diffractiepatroon een volledig nieuw, asymmetrisch diffractie -fenomeen van zagen die ‘niet -reciprocale diffractie’ worden genoemd.
“Dit fenomeen is eerder alleen waargenomen in optica”, merkt Yoichi Nii op, “dus we zijn erg enthousiast om te bevestigen dat het verder gaat dan optica naar andere golffenomenen.”
Door theoretische analyse identificeerde het onderzoeksteam dit asymmetrische gedrag als voortvloeiend uit de unieke interactie tussen zagen en magnetische materialen, specifiek gerelateerd aan hun hoekmomentum.
Deze bevinding kan een precieze controle van zaagpropagatiepaden mogelijk maken met behulp van magnetische velden, wat leidt tot de ontwikkeling van innovatieve akoestische apparaten die zowel klassieke als kwantumcommunicatietechnologieën bevorderen.
Het ontdekken van nieuwe eigenschappen van zagen is essentieel voor het ontwikkelen van communicatiesystemen en apparaten van de volgende generatie.
Meer informatie:
Y. Nii et al, observatie van niet -reciprocale diffractie van oppervlakte -akoestische golf, Fysieke beoordelingsbrieven (2025). Doi: 10.1103/PhysRevlett.134.027001. Op arxiv: Doi: 10.48550/arxiv.2405.18817
Dagboekinformatie:
Fysieke beoordelingsbrieven
,,
arxiv
Verstrekt door Tohoku University
