一根长杆,为什么能把微小差别放大
窄窄的人行板搭在一张会伸缩的垫子上,两个人抬着一根长杆往前走,前面只有一道细缝。要是两人步子一直合拍,长杆就正正地穿过去。只要一边快一点点,走到头时,杆子就慢慢拧偏了。
这个小装置,靠的就是这点偏差。中间那条路很特别,里面不爱走电,外面那层表面却能让电荷贴着边跑。新地方在下面垫了一层一通电就会轻轻伸缩的薄层,像那张会变形的垫子,不是硬拽着前面跑。
入口和出口还各放了很薄的隔层,像给抬杆的人安排好站位。这样一来,起点更容易把自旋送进去,终点也更容易看清它最后朝哪边。新意不在猛推一把,而在先把路面悄悄拉紧或放松。
一开始送进去的自旋,本来朝着一个方向走。进了这条表面小路后,它会分成两股能一起前进的走法,像同抬一根杆的两个人,天生步幅略有差别。垫子拉得多一点,路上的前进快慢就变了,到了出口,合在一起的方向也跟着转。
这里的对应关系很直白。长杆像自旋方向,两个人像那两股走法,会伸缩的垫子像下面受控的薄层,前面的细缝像出口的磁性关口。你改一改拉伸,杆子的偏角就变,过去的电流也跟着起伏。
能做出来,不只是空想。像Bi2Se3这样的薄膜,被压一压,表面那种前进速度会变快。下面那层只要够有劲,就能把这点拉伸传上来。路不算长时,这种变化已经够把电流推到一阵高、一阵低。
可真到拿它当开和关的门,劲还是小了。电流会摆动,但高低差不大,像长杆只是轻轻偏了一点,细缝并没有一下子全放行或全拦住。所以它不像个干脆的开关。
换个念头,事情就顺了。要的不是一下开一下关,而是把信号捏出节奏,那点摆动反而有用。垫子一伸一缩,长杆可能在一次来回里对准细缝好几次,输出就能抖出更快的波纹。差开关,倒像个省劲的小小整形器。