Российские физики впервые сгенерировали высокочастотные спиновые волны при комнатной температуре

Ученый нашли путь к созданию сверхбыстрых магнитных устройств нового поколения Ученые из Физико технического института им А Ф Иоффе РАН с коллегами из Научно практического центра НАН Беларуси по материаловедению и Саратовского государственного университета им Н В Чернышевского нашли способ быстрого переключения магнитных состояний антиферромагнетиков при комнатной температуре с помощью лазерных импульсов Ранее такие методы работали только при сверхнизких температурах до 269 C что делало их непригодными для практического применения Исследователи экспериментировали с боратом железа материалом на основе железа бора и кислорода Воздействуя на него короткими лазерными импульсами они зафиксировали резкое изменение направления магнитных моментов атомов При этом материал проходит через особое скрытое состояние существующее миллионные доли микросекунды которое определяет скорость и полноту переключения Это состояние можно контролировать и тем самым регулировать насколько быстро произойдет переключение и насколько полно оно завершится Такой подход открывает путь к созданию сверхбыстрых магнитных устройств нового поколения например для хранения и обработки данных Нам впервые удалось быстро переключить магнитное состояние антиферромагнетика лазером при температуре немного выше комнатной Результаты показывают что короткие лазерные импульсы способны изменять магнитное состояние быстрее и изящнее чем магнитное поле или электрический ток Их использование открывает путь к созданию энергоэффективных и скоростных компонентов памяти и логики рассказала младший научный сотрудник ФТИ им А Ф Иоффе РАН Анна Кузикова Разработка позволит усовершенствовать жесткие диски и другие устройства магнитной памяти сделав их более быстрыми и энергоэффективными Больше новостей об инновациях новостнойдайджест

Российские учёные впервые получили высокочастотные спиновые волны необходимые для создания электроники будущего с помощью звука и при комнатной температуре Основой спин генератора служит магнитный феррит гранат покрытый тонким слоем золота Попадая на это покрытие лазерный луч вызывает звуковой импульс который распространяется вглубь магнитного материала порождая спиновые волны заданной длины Как объяснили в ФТИ РАН в электронных устройствах будущего спиновые волны заменят электрический ток Спин технология и построенные на её основе магнонные устройства менее энергозатратны и работают намного быстрее используемых сегодня электронных процессоров и микросхем добавили учёные Подписывайтесь на Наука рф в MAX Десятилетиенауки

Физики ФТИ имени А Ф Иоффе РАН впервые сгенерировали высокочастотные спиновые волны при комнатной температуре с помощью сверхкороткого звукового импульса Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда Спиновые волны это синхронные колебания магнитных моментов атомов магнитных стрелок которые могут распространяться без выделения тепла и благодаря этому энергоэффективно передавать данные Они рассматриваются как основа будущих магнонных устройств способных превзойти традиционную электронику по энергоэффективности и скорости Однако до сих пор для их генерации требовались громоздкие микрометровые антенны а управление параметрами волн оставалось сложной задачей Авторы предложили принципиально иной подход основанный на аналоге эффекта Вавилова Черенкова В эксперименте на феррит гранате с тонким слоем золота сверхкороткий лазерный импульс возбуждал в золотой пленке ультракороткий звуковой импульс Распространяясь по магнитному материалу он двигался быстрее фазовой скорости спиновых волн и тем самым порождал их подобно ударной волне при сверхзвуковом движении Изменяя внешнее магнитное поле исследователи смогли управлять частотой возникающих волн то есть настраивать их параметры Численное моделирование подтвердило формирование шлейфа волн намагниченности за бегущим акустическим импульсом В дальнейшем мы планируем использовать эффект Вавилова Черенкова для спиновых волн в многослойных магнитных микро и наноструктурах где взаимную ориентацию намагниченности отдельных слоев можно контролировать внешним магнитным полем В таком случае мы сможем создать вентильный затвор для спиновых волн в котором спиновая волна потенциально сможет воздействовать на намагниченность отдельного слоя Такое устройство в перспективе будет реализовывать концепцию вычислений в памяти и выступать в роли базового функционального элемента вычислительной магноники развиваемого в нашей лаборатории направления которое может дополнить или прийти на замену вычислительной электронике в некоторых задачах подводит итог участник проекта поддержанного грантом РНФ Ярослав Филатов младший научный сотрудник лаборатории физики ферроиков ФТИ имени А Ф Иоффе РАН Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics Подробнее в материале ТАСС РНФ Телеграм ВКонтакте MAX новостинауки РНФ физика

Ученые впервые сгенерировали высокочастотные спиновые волны синхронные колебания магнитных стрелок атомов при комнатной температуре с помощью звукового импульса Современные электронные устройства обрабатывают информацию благодаря перемещению электрических зарядов тока Они практически достигли предела производительности и миниатюризации поэтому ученые стремятся создать приборы в которых носителем информации будут служить не электроны а спиновые волны Это синхронные колебания магнитных стрелок атомов в материале которые могут распространяться без выделения тепла и благодаря этому энергоэффективно передавать данные Однако генерировать такие волны до сих пор было сложно для этого использовались довольно крупные по размеру микрометровые антенны Управлять параметрами получаемых волн тоже было затруднительно Поэтому ученые искали новый простой универсальный и управляемый источник спиновых волн stimul online articles science and technology schet na spinovykh volnakh