磁體的磁性順序中的局部擾動會以波的形式在整個材料上傳播，這些波稱為自旋波，其相關的晶格中電子自旋結構集體激發(fā)的準粒子稱為磁振子（英語：Magnon）。

關于磁振子的研究，發(fā)展成為了納米科學中的一個新型的科學領域，稱為磁振子學（英語：Magnonics）。

磁性提供了創(chuàng)建我們現(xiàn)在所使用的功能強大的計算機的途徑方法，但是在納米級實現(xiàn)磁性計算以提供功能更強大、更節(jié)能的計算機一直是一項艱巨的挑戰(zhàn)。

現(xiàn)在，由德國凱撒斯勞滕工業(yè)大學，德國耶拿信達電子和維也納大學組成的一個聯(lián)合研究團隊在《納米快報》上報道了他們使用利用磁振子來開發(fā)新型計算機的一項重大進展，從而可能為新型計算機開辟道路。

這種使用磁振子的新一代計算機可能會更強大，并且消耗更少的能量。為此，一個主要的先決條件是能夠制造出所稱的單模波導（single-mode waveguides），使科學家能夠使用基于波的先進信號處理方案。這需要將結構的尺寸縮小到納米尺度。這樣的開發(fā)將相當于打開進入人腦功能的神經(jīng)形態(tài)計算系統(tǒng)的開發(fā)之門。

然而，將磁振子技術的規(guī)模縮小到納米規(guī)模具有挑戰(zhàn)性。用于磁振子應用的非常具有前景的材料是釔鐵石榴石（Yttrium Iron Garnet，簡稱：YIG）。釔鐵石榴石歷來是稱為是一種高貴的磁性材料。磁振子在這種材料內(nèi)的壽命是其它材料內(nèi)的一百倍。

項目負責人、維也納大學的Andrii Chumak教授說。 “如果您嘗試用它制造出微小的結構，那么對于釔鐵石榴石是非常復雜且難以操作。所以釔鐵石榴石結構幾十年來最小都具有毫米大小?，F(xiàn)在，研究團隊終于設法將尺寸降低到了50納米，比過去要小大約10萬倍。

德國凱撒斯勞滕工業(yè)大學的納米結構中心開發(fā)了一項特殊的生產(chǎn)的釔鐵石榴石膠片的新技術。在釔鐵石榴石的頂部制作了一層稱為掩模的薄金屬層，使大部分薄膜暴露在外。然后，試樣被強力的氬離子流轟擊，從而去除了釔鐵石榴石未被保護的部分，而掩模下面的材料則保持不變。然后，去除金屬掩膜，露出成品釔鐵石榴石的50納米的細條。

如圖所示，左面板顯示了50納米的釔鐵石榴石波導的顯微照片。激發(fā)的自旋波沿條帶傳播。右側面板顯示磁振納米纖維波導的放大部分，并將其大小與目前流行的新冠病毒進行了比較。

對于整個這樣的技術過程的成功，至關重要的是，要找到適合掩模罩的材料，找出其厚度，并調(diào)整數(shù)十種不同的參數(shù)，以保存釔鐵石榴石的特性。 “經(jīng)過幾年的研究，研究團隊終于找到了所要尋找的鉻和鈦層組合的掩模層。

該釔鐵石榴石結構的尺度大約比人的頭發(fā)的厚度小一千倍。成功構造之后，科學家們繼續(xù)研究磁振子的傳播，以評估納米級釔鐵石榴石結構是否保持了釔鐵石榴石膜的優(yōu)異材料性能。

研究團隊表示：我們能夠證明該結構化過程對這種材料的出色性能產(chǎn)生很小的影響?！?“此外，我們能夠通過實驗證明，磁振子能夠像以前理論上所預測的那樣，有效地在磁振通道中長距離有效地承載信息。這些結果是磁導電路發(fā)展的重要里程碑，證明了基于磁振子納米纖維的數(shù)據(jù)處理的一般可行性，為新型計算機的構造開辟了道路。