Сделан важный шаг на пути к полному управлению магнитными вихрями

НаукаНаука

Физики научились управлять движением магнитных вихрей

Международный коллектив ученых исследовал характеристики движения магнитных вихрей в сверхтонких пленках. Сделан важный шаг на пути к полному управлению магнитными вихрями, а умение ими управлять позволит создать устройства для хранения и передачи информации, более эффективные, чем современные жесткие диски.

Александр Садовников, руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского

Топологическая защищенность и малые размеры скирмиона сулят ему роль важнейшего элемента новой электроники

Магнитное и электрическое поля взаимосвязаны — первое порождает второе и наоборот. В проводящих электрический ток пленках толщиной несколько ангстрем при воздействии магнитного поля образуются завихрения, называемые скирмионами. Эти объекты в миллионы раз меньше миллиметра и ведут себя так, словно являются настоящими частицами: могут двигаться и отвечать на изменения магнитного поля. Скирмионы обнаружены недавно. А в традиционных магнетиках давно известны другие магнитные возбуждения — магноны (кванты спиновой волны). Магнон — это один перевернутый спин, путешествующий по кристаллу, в котором все остальные спины смотрят в противоположную сторону. Одним из наиболее интересных и актуальных вопросов в мире магнетизма является поиск режимов взаимодействия магнонов и скирмионов. Эти исследования находятся на стыке двух научных направлений — магноники и скирмионики.

Ангстрем (Å) — внесистемная единица измерения длины, равная десятой части нанометра (10−10 м, или 0,1 нм). Названа в честь шведского физика Андерса Ангстрема

Закон Мура и магноны

Большое число исследований сейчас направлено на решение фундаментальной научной задачи — поиск новых типов носителей и материальных сред для генерации, обработки и передачи сигналов. Как говорят, на создание альтернативной электроники. Согласно международной «дорожной карте» по развитию полупроводниковых технологий, за последние 15 лет выявились границы применимости закона Мура, согласно которому количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые два года. В области цифровых технологий, роботизированных систем и систем обработки данных эта проблема особенно актуальна, поскольку физический предел, когда закон Мура перестает работать, уже достигнут. Не менее важной проблемой при использовании традиционной полупроводниковой элементной базы является высокое тепловыделение, а как следствие необходимость создания охлаждающих станций.

Поэтому актуальной задачей является переход на новую компонентную базу для энергоэффективных систем обработки сигналов на новых физических принципах. Одно из таких направлений — и одно из наиболее перспективных — это магноника, то есть создание новой компонентной базы на основе магнитных возбуждений.

Управление свойствами магнонов возможно в созданных в последнее время многослойных магнонных сетях, представляющих собой топологию планарных связанных магнитных наноструктур. Несомненным преимуществом магнонных сетей является возможность интеграции в полупроводниковые топологии стандартных интегральных микросхем. Это стало возможным благодаря созданию магнитных сред (на полупроводниковых подложках) с малым затуханием спиновых волн, что, в свою очередь, может сыграть ключевую роль в создании устройств нового поколения с повышенной радиационной стойкостью для передовых цифровых систем микроволнового и терагерцового диапазона.

Схематическое изображение скирмионов «разных сортов»

Магноны и скирмионы

Термин «скирмион» введен Тони Скирмом (Tony Skyrme, он конечно, Скайрм, но у нас прижилась буквальная транскрипция) в 1962 году для интерпретации полученного им решения нелинейных уравнений, причем первоначально в теории элементарных частиц. Позднее скирмион проник в физику магнетизма, здесь-то и был обнаружен экспериментально. Сейчас благодаря прогрессу в технологии изготовления и исследования магнитных структур оказывается возможным не только наблюдать формирование скирмионов в магнитных пленках, но и управлять процессами генерации, распространения и взаимодействия скирмионов друг с другом.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Дакота-блюз Дакота-блюз

Жарким летним деньком мы отправились за сцену к певице Рите Дакоте

Maxim
Радий и еще 5 смертельных веществ, которые раньше свободно продавались в аптеках Радий и еще 5 смертельных веществ, которые раньше свободно продавались в аптеках

В наш век всеобщей паранойи некоторые вещи кажутся дикостью

Maxim
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Менсплейнинг — зло: женщины поделились историями, когда мужчины с умным видом втирали им очевидное Менсплейнинг — зло: женщины поделились историями, когда мужчины с умным видом втирали им очевидное

Как мужчины поучают женщин, независимо от того, насколько они сами компетентны

Playboy
Айсберг, потопивший «Титаник», и еще четыре знаменитые цветные ретрофотографии Айсберг, потопивший «Титаник», и еще четыре знаменитые цветные ретрофотографии

Снимки, которые ты, возможно, видел раньше, но не знал их истории

Maxim
Создано универсальное водородное топливо в виде пасты: дешево и удобно Создано универсальное водородное топливо в виде пасты: дешево и удобно

«Powerpaste» - паста на основе магния, которая накапливает водородную энергию

Популярная механика
Война с ценами: как российские власти пытаются сломать рынок Война с ценами: как российские власти пытаются сломать рынок

Регулирование цен может нарушить инвестиционные циклы в отрасли

Forbes
Как выглядят анчар, мандрагора и другие таинственные растения, которые ты встречал в книгах Как выглядят анчар, мандрагора и другие таинственные растения, которые ты встречал в книгах

И это не только цветочки!

Maxim
«Да» значит «да», но можно передумать»: юрист Анна Ривина — о концепции согласия в отношениях «Да» значит «да», но можно передумать»: юрист Анна Ривина — о концепции согласия в отношениях

Как зафиксировать сексуальное согласие?

Forbes
Паоло Солери и Arcosanti: как построить Бога Паоло Солери и Arcosanti: как построить Бога

Дом Паоло Солери называется Cosanti, то есть что-то вроде «дело против»

Weekend
Раскрыта причина затопления советско-российской космической станции «Мир» Раскрыта причина затопления советско-российской космической станции «Мир»

Юрий Коптев озвучил причины затопления первой в мире орбитальной станции «Мир»

Популярная механика
10 самых уродливых животных на Земле 10 самых уродливых животных на Земле

Настоящих чудовищ рождает вовсе не сон разума, а эволюция

Maxim
Поймай, если сможешь: как списывающие студенты помогают заработать компании стоимостью $13 млрд Поймай, если сможешь: как списывающие студенты помогают заработать компании стоимостью $13 млрд

Кто стоит за компанией, акции которой за год подорожали почти на 300%?

Forbes
«Вам просили передать: маловато безумия» «Вам просили передать: маловато безумия»

Рената Литвинова о своем «Северном ветре» и полном матриархате

Weekend
Не только от морщин: что «умеют» уколы ботокса в хороших руках доктора Не только от морщин: что «умеют» уколы ботокса в хороших руках доктора

При каких болезнях без ботокса не обойтись и как именно он помогает

Cosmopolitan
Красота неземная: где лучше всего на нашей планете наблюдать звездное небо Красота неземная: где лучше всего на нашей планете наблюдать звездное небо

На Земле еще есть места, где можно восхититься красотой звезд

Популярная механика
Дамы одевают кавалеров Дамы одевают кавалеров

Ключевые имена в мужской моде сегодня — женские

Robb Report
Как сделать первый шаг к переменам? 4 проверенных способа Как сделать первый шаг к переменам? 4 проверенных способа

Итак, мы решили что-то изменить. Как нам приступить к делу без промедления?

Psychologies
«Поощряем ли мы риски? О, да!»: история людей с r/WallStreetBets, которые превратили биржу в казино ради веселья и денег «Поощряем ли мы риски? О, да!»: история людей с r/WallStreetBets, которые превратили биржу в казино ради веселья и денег

r/WallStreetBets — сабреддит, который стал знаменитым событием на Уолл-стрит

VC.RU
Почему твои волосы слабые: 5 ошибок ухода за кожей головы Почему твои волосы слабые: 5 ошибок ухода за кожей головы

Мы ухаживаем за волосами, но иногда результат далек от желаемого. В чем причина?

Cosmopolitan
4 правила самосохранения для эмпатов 4 правила самосохранения для эмпатов

Как эмпату уберечь себя и сохранить способность сопереживать?

Psychologies
Обнимите своих сотрудников Обнимите своих сотрудников

Прививка от жесткого менеджмента

kiozk originals
Сохранить отношения в год Быка: 3 приема для любящих партнеров Сохранить отношения в год Быка: 3 приема для любящих партнеров

Как научиться слышать близких и находить золотую середину

Psychologies
Метод зеленой ручки Метод зеленой ручки

5 способов мотивировать ребенка на учебу

Лиза
Шоу уродов (и уродиков) — как могла бы выглядеть автомобильная кунсткамера Шоу уродов (и уродиков) — как могла бы выглядеть автомобильная кунсткамера

Самые фриковые автомобили

Maxim
Трудоустраивайся поудобнее! Как найти, соблазнить и занять работу мечты Трудоустраивайся поудобнее! Как найти, соблазнить и занять работу мечты

Как в этом огромном мире разнообразных работ найти свою идеальную работу

Maxim
Карен Газарян о возрождении института вытрезвителей Карен Газарян о возрождении института вытрезвителей

Совет Федерации проголосовал за возрождение вытрезвителей

СНОБ
Ветер перемен Ветер перемен

Фрэнка Гери можно считать революционером

AD
Обман зрения Обман зрения

Согласно статистике, многие женщины считает себя намного полней, чем они есть

Psychologies
Откуда на Луне берется вода: научные споры Откуда на Луне берется вода: научные споры

Откуда на спутнике Земли взялась влага?

Популярная механика
Открыть в приложении