В РФ научились преобразовать звуковые импульсы в высокочастотные магнитные волны

МОСКВА, 24 февраля. /ТАСС/. Российские ученые разработали подход, который позволяет преобразовать акустические колебания в высокочастотные магнитные волны, пригодные для передачи информации в экономичных и высокопроизводительных спинтронных электронных устройствах. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).

"Ученые впервые сгенерировали высокочастотные спиновые волны - синхронные колебания "магнитных стрелок" атомов - при комнатной температуре с помощью звукового импульса. Предложенный подход гораздо проще аналогов, поэтому он ускорит создание энергоэффективных и высокоскоростных вычислительных устройств, в которых для обработки информации используются волны намагниченности, а не электрический ток", - говорится в сообщении.

Данное открытие было совершено группой физиков из Физико-технического института имени Иоффе РАН (Санкт-Петербург) при изучении возможности запускать колебания спинов электронов внутри различных материалов при помощи эффекта, который был открыт еще в 1934 году Павлом Черенковым и Сергеем Вавиловым. Они обнаружили, что разогнанные частицы начинают излучать волны, если они движутся быстрее, чем максимально допустимая скорость света в той среде, через которую они путешествуют.

Схожим образом возникают многие другие колебания, в том числе хлопок при переходе самолета на сверхзвуковую скорость. Аналог эффекта Вавилова-Черенкова для магнитных материалов ранее не был известен, потому что не существовало подходящего источника спиновых волн, который мог бы двигаться через магнитный материал с нужной скоростью. Российские физики обнаружили, что данными свойствами обладают тонкие пленки из феррит-граната, относительно нового магнитного материала, на поверхность которого нанесен слой из золота.

Данная прослойка, как объясняют физики, преобразует падающие на нее сверхкороткие импульсы лазерного излучения в акустические сигналы, которые проникают в магнитный материал и запускают в нем эффект Вавилова-Черенкова, что приводит к формированию магнитных волн. Свойствами этих волн можно управлять, меняя силу внешнего магнитного поля и другие параметры работы устройства, что в теории позволит гибко "настраивать" их при работе в реальных спинтронных устройствах.

"Наше открытие позволит 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, которая сможет дополнить или прийти на замену вычислительной электронике в некоторых задачах", - подытожил младший научный сотрудник ФТИ имени Иоффе (Санкт-Петербург) Ярослав Филатов, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.