Nature重磅：黑科技将电感器体积缩小百万倍！

▲第一作者：Tomoyuki Yokouchi

通讯作者：Tomoyuki Yokouchi，Yoshinori Tokura第一单位：RIKEN Center for Emergent Matter ScienceDOI：10.1038/s41586-020-2775-x

背景介绍

电感器(inductor)是现代电子设备中最基本的电路元件之一，它能够将电能转化为磁能存储起来。可应用于模拟电路、信息处理、变压器、滤波器以及谐振器等领域。常规的电感器通常由螺旋线圈组成，并遵循着法拉第电磁感应定律，感应电压作为对穿透线圈的时变磁通量的抵消。然而，这种常规的电感器件的电感与电感线圈的体积成正比，极大的阻碍了电感器的微型化。在本期Nature中，来自日本的科学家报道了螺旋自旋磁体中的新兴电磁感应，基于量子力学的方法可以克服了电感器微型化的问题。同期，Nature以“电感器进入量子力学世界“为题对该工作进行了点评!

本文亮点

1、 作者在微米级磁体Gd3Ru4Al12中观察到了与商用电感器相当的电感(约400纳亨)，但是体积仅为商用电感器的百万分之一。2、 观察到的器件电感因电流的非线性而增强，且显示出非单调的频率依赖性。3、 与传统的电感器不同，器件的电感大小随着横截面的减小而迅速增加，且结构简单，不需要线圈或是铁芯。4、 该研究证明了量子力学中贝里相位的实际应用，在量子力学和现代电子学之间架起了桥梁。

图文解析

▲图1 层展电磁(emergent inductance)的概念