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

Икигай Икигай

Японские секреты долгой и счастливой жизни

kiozk originals
Современные антипапы: игра святых престолов Современные антипапы: игра святых престолов

Идея папства как залога церковного единства

Weekend
Созвездие рекламы Созвездие рекламы

Почему разработчики ионных двигателей занялись проектом космической рекламы

Популярная механика
Сильный менеджмент и диверсификация: какие принципы помогли семье Медичи построить один из главных банков Средневековья Сильный менеджмент и диверсификация: какие принципы помогли семье Медичи построить один из главных банков Средневековья

Медичи умели распределять активы, подбирать управляющих и партнёров

VC.RU
«Не хочу быть как родители»: ищем для себя новую ролевую модель «Не хочу быть как родители»: ищем для себя новую ролевую модель

Как выбрать подходящий образец для подражания?

Psychologies
Анонимные трудоголики: почему чрезмерный труд приносит больше вреда, чем пользы Анонимные трудоголики: почему чрезмерный труд приносит больше вреда, чем пользы

Антрополог, который отрицает все, что транслирует вам начальство

GQ
25 спортивных подвигов 25 спортивных подвигов

MAXIM вспоминает героические моменты спорта

Maxim
Гимн насилию, порно, жестокости и кино от Гаспара Ноэ Гимн насилию, порно, жестокости и кино от Гаспара Ноэ

Гордей Петрик сравнивает два фильма Гаспара Ноэ: «Необратимость» и «Вечный свет»

СНОБ
Затмили Турман и Зету-Джонс! Секс-символы Голливуда с дочками на красной дорожке Затмили Турман и Зету-Джонс! Секс-символы Голливуда с дочками на красной дорожке

Самые яркие парные выходы главных красавиц Голливуда с детьми

Cosmopolitan
Приз за подписку: как устроены и чем оборачиваются розыгрыши в Instagram Приз за подписку: как устроены и чем оборачиваются розыгрыши в Instagram

Как устроены гивы в инстаграме и почему вокруг них так много скандалов?

РБК
Открыта ранее неизвестная форма льда Открыта ранее неизвестная форма льда

Гигапаскали давления и чудовищный холод — вот что нужно для нового льда

Популярная механика
Honda уходит из России. Прощаемся в компании с обновленной CR-V Honda уходит из России. Прощаемся в компании с обновленной CR-V

Прощаемся с маркой Honda в ходе знакомства с рестайлинговым кроссовером CR-V

РБК
Клуб первых жен: к истории фотосессии с Юлией Навальной Клуб первых жен: к истории фотосессии с Юлией Навальной

Жены оппозиционеров — это сила, с которой придется считаться

СНОБ
Ночь в пограничном музее: виртуальная экскурсия по музею ФСБ Ночь в пограничном музее: виртуальная экскурсия по музею ФСБ

Нам удалось проникнуть в святая святых ФСБ!

Maxim
Кабинет для фрилансера Кабинет для фрилансера

Юрист из Харькова зарабатывает на автоматизации работы с внештатниками

Forbes
Эффект Кулиджа: почему секс заканчивается, и при чем здесь американский президент? Эффект Кулиджа: почему секс заканчивается, и при чем здесь американский президент?

У вас не кризис, а эволюционное стратегическое спаривание перестало работать

GQ
13,5 вещей с аппетитными названиями, которые несъедобны и даже смертельны 13,5 вещей с аппетитными названиями, которые несъедобны и даже смертельны

Выплюнь это немедленно!

Maxim
Цвет настроения синий: как улучшить качество сна с помощью цвета и света Цвет настроения синий: как улучшить качество сна с помощью цвета и света

Процесс засыпания можно ускорить с помощью света

РБК
Путь к новой себе Путь к новой себе

«Меняю жизнь!» Сколько раз вы себе это говорили? Может, пора действовать?

Добрые советы
Плесень, прах и тлен от Ренаты Литвиновой. Рецензия на фильм «Северный ветер» Плесень, прах и тлен от Ренаты Литвиновой. Рецензия на фильм «Северный ветер»

Певица смерти и роскоши, греха и стиля неожиданно сняла фильм про Россию

СНОБ
Одиноким предоставляется Одиноким предоставляется

Старостью с сорока кошками и одиночеством женщин пугают весьма безуспешно

Cosmopolitan
Какой получилась игра The Medium — первый в истории хоррор с двумя реальностями в одном экране Какой получилась игра The Medium — первый в истории хоррор с двумя реальностями в одном экране

The Medium — самый дорогой проект студии Bloober Team, и это их лучшая игра

Esquire
5 ошибок сооснователя Playkey Егора Гурьева 5 ошибок сооснователя Playkey Егора Гурьева

Егор Гурьев, сооснователь Playkey, поделился ошибками своей команды

Inc.
Тут Русью пахнет Тут Русью пахнет

Отечественные дизайнеры все чаще находят источник вдохновения на родной почве

Vogue
Миллион лет во льдах: ученые выделили самую древнюю ДНК в истории науки Миллион лет во льдах: ученые выделили самую древнюю ДНК в истории науки

Извлечение и секвенирование самого старого образца ДНК, известного науке

Популярная механика
Педофил и насильник? Новые подробности скандала вокруг Вуди Аллена Педофил и насильник? Новые подробности скандала вокруг Вуди Аллена

Какие обвинения в адрес Вуди Аллена выдвигает его приемная дочь и правда ли это?

Cosmopolitan
Ученые насчитали в Австралии двести миллионов инвазивных сазанов Ученые насчитали в Австралии двести миллионов инвазивных сазанов

Это первая оценка численности инвазивного вида рыб на континенте

N+1
Почему власть отрекается от общественных организаций Почему власть отрекается от общественных организаций

Кремль не умеет и не хочет работать с гражданским обществом

СНОБ
Пределы риска: почему регуляторы ограничивают массовых инвесторов Пределы риска: почему регуляторы ограничивают массовых инвесторов

Олег Шибанов предостерегает российских инвесторов от риска

Forbes
4 фразы, с помощью которых мы оправдываем прокрастинацию 4 фразы, с помощью которых мы оправдываем прокрастинацию

Эти слова подкрепляют нежелательное поведение и помогают откладывать дела

Psychologies
Открыть в приложении