运用自旋存储信息 基于空间结构偏振光创建新的结构化自旋状态

光由电场和磁场构成,电场和磁场彼此垂直振荡。当这些振荡受到限制时，例如洋平面，它会产生偏振光。偏振光在光通信中非常重要，同样可以彻底改变信息的存储方式。

目前的电子设备以电子电荷的形式存储信息。然而，自旋 - 电子的独特量子特性 - 提供了一种替代方案。可以使用偏振光来控制旋转存储信息。偏振光束与半导体内的电子自旋相互作用以产生自旋偏振电子，即沿特定方向排列的自旋。到目前为止，只有均匀偏振光，即具有空间均匀偏振的光，已被利用来控制电子自旋。然而，如果极化具有额外的空间结构（变化），它可以产生空间结构的电子自旋，开辟存储信息的新方法。

有趣的是，虽然OAM数等于1的光束产生了一个围绕圆的两个自旋周期（向上旋转和向下旋转）的螺旋，但OAM数为2的螺旋会产生具有四个此类变化的螺旋。这些观察表明，由OAM确定的光学涡旋的空间偏振结构被转移到半导体内部的电子自旋中。此外，建议增加OAM数量以实现更高的信息存储容量，其特征是具有围绕中心轴圆的中心轴的自旋重复率更高。

此外，研究人员利用作用于量子阱中电子自旋的自旋轨道相互作用的有效磁场，使用单个光束同时产生两个在垂直方向上具有相反相位的自旋波。这表明，通过利用有效磁场（固体的特征）和结构光束，可以产生具有空间结构的各种自旋态。在实验中，研究人员首先将一个带有正电荷的铁磁材料置于一个磁场中，然后将另一个带有正电荷的铁磁材料置于一个磁场中。

（编辑：银川站长网）

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