摘要：一组科学家在纳米级维度（十亿分之一的大小）上工作，揭示了一种测量磁性材料中高速波动的新方法。这些新测量获得的知识可用于推进从传统计算到新兴量子计算领域的技术。...

在纳米级尺寸，十亿分之一的大小，由能源部的橡树岭国家实验室领导的一组科学家揭示了一种测量磁性材料高速波动的新方法。这些新测量获得的知识，以纳米字母出版，可用于推进从传统计算到新兴量子计算领域的技术。

许多材料经历了以温度相关的重要基本特性变化为特征的相变。了解材料在关键过渡温度附近的行为是开发利用独特物理特性的新技术的关键。在这项研究中，团队使用纳米级量子传感器来测量磁性薄膜中相变附近的自旋波动。在室温下具有磁性特性的薄膜对于数据存储，传感器和电子设备至关重要，因为可以精确控制和操纵其磁性。

该团队使用了一种专门的仪器，称为纳米相材料科学中心的扫描氮散布中心显微镜，这是ORNL科学用户设施的DOE办公室。氮散布中心是钻石中的原子尺度缺陷，氮原子取代碳原子，而邻近的碳原子缺失，从而形成了量子自旋状态的特殊构型。在氮散布中心显微镜中，缺陷对静态和波动的磁场反应，使科学家能够在单个自旋水平上检测信号以检查纳米级结构。

Ornl的研究材料科学和技术部的研究科学家Ben Lawrie说：“ Ornl's Researchs Insteriant在Ornl的Internl Materialss Science和Technology Crivity的研究科学家Ben Lawrie说：“ ORNL的研究科学家Ben Lawrie说：“氮 - 置换中心既可以用作量子位或量子位，又是高度敏感的传感器，我们在薄膜的顶部移动，以测量磁性特性的温度依赖性变化和无法测量任何其他方式的自旋波动的变化。”

当由旋转方向控制的材料的磁性不断变化而不是保持固定时，就会观察到自旋波动。当薄膜通过不同的磁性状态之间的相变，该团队测量了自旋波动，该磁状态通过改变样品温度而引起的。

这些测量结果揭示了自旋波动中的局部变化如何在全球近相变的全球连接在一起。这种对相互作用旋转的纳米级理解可能会导致新的基于自旋的信息处理技术，并更深入地了解广泛的量子材料类别。

劳里说：“ Spintronics的进步将提高数字存储和计算效率。与此同时，如果我们能够学会控制旋转与其环境之间的相互作用，则基于自旋的量子计算提供了诱人的经典模拟前景。”

这种类型的研究桥ORNL在量子信息和凝结物理学中的能力。劳里说：“如果我们可以利用当今的量子资源来获得对材料中经典和量子状态的新了解，这将有助于我们设计新的量子设备，并在网络，传感和计算中应用应用。”

DOE基本能源科学计划资助了这项研究。