量子效应可使电感器朝小型化发展

全RIKEN的物理学家团队成功利用量子效应将一种被称为电感器的电子元件缩小到微米尺寸之后，手机充电器和其他设备的尺寸可能会变得更小(《自然》杂志，“自旋磁体”)。

电感器是现代电路的基本组成部分，它们被广泛用于包括信息处理，无线电路和移动设备充电器的应用中。它们基于英国物理学家迈克尔·法拉第(Michael Faraday)在1831年发现的感应定律。但是自那时以来物理学取得了长足的飞跃，电感器的基本原理基本上保持不变，它们基本上是电线线圈。

安装在印刷电路板上的常规电感器。直到现在，电感器仍无法实现小型化，但是RIKEN研究人员对电感量子源的演示有望产生更小的电感器。

与其他电路组件不同，电感器难以小型化，因为其电感尺寸随其体积减小，因此，如果将其体积减半，电感量也将减小一半。

现在，都在日本理化学研究所的紧急事件研究中心的仓吉义则，友口智之及其同事已经产生了与商用电感器等效的电感，但其体积却缩小了约一百万倍。

他们通过使用一种新的产生依赖于量子效应的电感的机制来实现这一目标。基于这种机制的电感器很容易缩小，因为它们的电感实际上随着截面积的减小而增加。

Yokouchi说：“我们发现了量子力学起源的电磁感应。” “这具有使电感器小型化的巨大潜力，电感器是当代电路中最基本的部件之一。”

作者之一Naoto Nagaosa以前在理论上提出了一种基于新兴电磁学的全新电磁感应机制，这是一种新形式的电磁学，它是由特殊设计的系统中的传导电子的量子力学性质产生的。在本研究中，研究小组通过使用微米级磁体实现了这种效果。产生磁性的电子自旋以螺旋状排列，模仿了传统电感器的线圈。

Yokouchi指出，这项研究的成功取决于RIKEN的协作环境。他说：“理论家和实验家之间的大力合作对这个项目至关重要。” 特别是，实验学家在制造高级量子材料方面拥有大量的专业知识。

该团队的纳米级电感器仅在非常低的温度下工作，因此他们现在正在寻找在高温下表现类似的材料。Yokouchi说：“对于实际应用，我们必须找到一种在室温及室温以上会产生感应电感的材料。” “我们已经开始寻找预期的材料。”