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

Краткая история времени Краткая история времени

От Большого взрыва до черных дыр

kiozk originals
Идущие вместе Идущие вместе

Похоже, в моде, как некогда в искусстве, появляются свои школы

Vogue
Созвездие рекламы Созвездие рекламы

Почему разработчики ионных двигателей занялись проектом космической рекламы

Популярная механика
Узнай по прошлому девушки, с какими сложностями в отношениях ты столкнешься Узнай по прошлому девушки, с какими сложностями в отношениях ты столкнешься

Что тебя ждет в обществе новой барышни?

Maxim
Странные железяки и стеклянные шарики: чем на самом деле были непонятные штуки, которые в детстве валялись в каждом дворе Странные железяки и стеклянные шарики: чем на самом деле были непонятные штуки, которые в детстве валялись в каждом дворе

У полезных для детских игр находок было совсем не детское применение

Maxim
Мэтью Макконахи: «В восемнадцать меня избили до беспамятства, швырнули в автофургон и надругались» Мэтью Макконахи: «В восемнадцать меня избили до беспамятства, швырнули в автофургон и надругались»

Отрывок из мемуаров Мэтью Макконахи «Зеленый свет»

GQ
Золото в шкафу: как крошечный стартап помогает крупным компаниям наживаться на буме перепродаж Золото в шкафу: как крошечный стартап помогает крупным компаниям наживаться на буме перепродаж

Секонд-хенд становится тенденцией, от которой в восторге и покупатели, и бренды

Forbes
Техника безопасности Техника безопасности

Как перестать волноваться и найти точку опоры в мире, полном неопределенности?

Glamour
Найдена замена кремнию: началась эра пoсткремниевой фотоники Найдена замена кремнию: началась эра пoсткремниевой фотоники

Дисульфид молибдена позволяет создать миниатюрные оптические устройства

Популярная механика
Отрывок из книги Дэвида Дарлинга и Агниджо Банерджи «Эта странная математика» Отрывок из книги Дэвида Дарлинга и Агниджо Банерджи «Эта странная математика»

Парадокс и его магия

СНОБ
«Бывало, кожаной монетой…» «Бывало, кожаной монетой…»

Писатель и литературовед Алексей Биргер — о биографии поэта Николая Языкова

Наука
Что не стоит делать, если не хочешь взбесить барбера: чек-лист из 8 пунктов Что не стоит делать, если не хочешь взбесить барбера: чек-лист из 8 пунктов

Не испытывай терпение барбера

Playboy
Размер ноги, длина пальцев и женская простата. Мифы и поверья вокруг секса Размер ноги, длина пальцев и женская простата. Мифы и поверья вокруг секса

Разбираемся в стереотипах вокруг секса

СНОБ
Как флешмоб обычных ребят на Reddit обанкротил миллионеров с Уолл-стрит Как флешмоб обычных ребят на Reddit обанкротил миллионеров с Уолл-стрит

Текущий кризис на американской бирже и банкротство крупнейших хеджевых фондов

Maxim
Считал Airbnb достойным соперником и ставил на лояльность: как Арне Соренсон сделал Marriott крупнейшей сетью отелей Считал Airbnb достойным соперником и ставил на лояльность: как Арне Соренсон сделал Marriott крупнейшей сетью отелей

Как Арне Соренсон превратил Marriott в самую крупную сеть гостиниц в мире

VC.RU
Смертельный номер: несчастные случаи, произошедшие на съемках фильмов Смертельный номер: несчастные случаи, произошедшие на съемках фильмов

Фильмы, во время съемок которых произошли чудовищные трагедии

Cosmopolitan
Операция «медиация»: как сохранить лицо во время конфликта без суда и следствия Операция «медиация»: как сохранить лицо во время конфликта без суда и следствия

Адвокат — о том, как решить конфликтные вопросы без суда

Forbes
Космические тоннели Космические тоннели

Существуют ли кротовые норы?

Популярная механика
Основатель Gogol School — о том, чем актерское мастерство поможет в жизни Основатель Gogol School — о том, чем актерское мастерство поможет в жизни

Интервью с актером и художественным руководителем Gogol School Ильей Ромашко

РБК
4 показателя фитнес-браслетов, на которые действительно стоит обращать внимание (их назвали тренеры) 4 показателя фитнес-браслетов, на которые действительно стоит обращать внимание (их назвали тренеры)

Наиболее важные метрики фитнес-браслетов

Playboy
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
Стилист по почте: как стать миллиардером, запустив сервис подбора одежды для занятых женщин Стилист по почте: как стать миллиардером, запустив сервис подбора одежды для занятых женщин

Бизнес с одеждой по подписке

Forbes
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
«Полезные идиоты» для Путина. Почему Amnesty International забанила Навального «Полезные идиоты» для Путина. Почему Amnesty International забанила Навального

Кремлевская кампания очернения «шовиниста Навального» идет в сетях давно

СНОБ
От Аньелли до Феррари: самые возрастные топ-менеджеры в истории автопрома От Аньелли до Феррари: самые возрастные топ-менеджеры в истории автопрома

Некоторые возглавляют свои компании до самой смерти

РБК
Эпоха любви: 8 лучших сериалов для тех, кто в восторге от «Бриджертонов» Эпоха любви: 8 лучших сериалов для тех, кто в восторге от «Бриджертонов»

Исторические сериалы, ничем не уступающие «Бриджертонам»

Cosmopolitan
Венсан Кассель: «Когда заканчиваются съемки фильма, я сбриваю волосы и чувствую себя свободным» Венсан Кассель: «Когда заканчиваются съемки фильма, я сбриваю волосы и чувствую себя свободным»

Венсан Кассель — один из самых знаменитых актеров во Франции

GQ
Вместо «Секса в большом городе» и «Отчаянных домохозяек»: 10 женских сериалов Вместо «Секса в большом городе» и «Отчаянных домохозяек»: 10 женских сериалов

Лучшие сериалы о женщинах

Cosmopolitan
Австралийцы убили 350000 крыс и мышей на острове Лорд-Хау. Это пошло на пользу редким видам Австралийцы убили 350000 крыс и мышей на острове Лорд-Хау. Это пошло на пользу редким видам

Проект по истреблению крыс на острове Лорд-Хау дал плоды

N+1
«Между нами все кончено»: как удержаться от контактов с бывшим «Между нами все кончено»: как удержаться от контактов с бывшим

Как облегчить свое состояние после расставания и не возвращаться к бывшим

Psychologies
Открыть в приложении