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

Грязные танцы Грязные танцы

Год самоизоляции привел к буму в секс-технологиях

Men’s Health
«Если я не смогу победить, то хотя бы буду смелым»: как устроена спортивная благотворительность в России «Если я не смогу победить, то хотя бы буду смелым»: как устроена спортивная благотворительность в России

Кто развивает спортивно-социальные благотворительные проекты в России

Forbes
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

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

Psychologies
Заколесье протеста. Как задержанные и арестованные на протестах добираются домой из ОВД и спецприемника в Сахарово Заколесье протеста. Как задержанные и арестованные на протестах добираются домой из ОВД и спецприемника в Сахарово

Как «ОВД-Такси» помогает задержанным во время протестов людям

СНОБ
Как сделать верный выбор? Находим ответ с помощью метафорических карт Как сделать верный выбор? Находим ответ с помощью метафорических карт

Как самостоятельно находить ответы на свои вопросы с помощью метафорических карт

Psychologies
«Без KPI можно построить «ВкусВилл»: основатель «Агамы» Юрий Алашеев о менеджменте, борьбе с бедностью и предпринимательстве «Без KPI можно построить «ВкусВилл»: основатель «Агамы» Юрий Алашеев о менеджменте, борьбе с бедностью и предпринимательстве

Интервью с Юрием Алашеевым о бизнесе и борьбе с бедностью

Forbes
Как полюбить зиму вопреки всему и насладиться последним ее месяцем Как полюбить зиму вопреки всему и насладиться последним ее месяцем

Зима — это в том числе и солнечные дни, и красота заснувшей природы, и спорт

Psychologies
7 типов плохих начальников, которые уверены, что они хорошие 7 типов плохих начальников, которые уверены, что они хорошие

Типы руководителей, которые мешают работе и карьере подчиненных

Psychologies
«То появляется, то исчезает» «То появляется, то исчезает»

Интервью с ученым о «хлороводородном сезоне» на Марсе

N+1
Они этого не скрывают! Российские звезды, которые признались в пластике Они этого не скрывают! Российские звезды, которые признались в пластике

Знаменитости, которые не боятся говорить о произошедших с ними изменениях

Cosmopolitan
Зубастые улитки и еще 9 внезапных фактов, чтобы блеснуть в разговоре Зубастые улитки и еще 9 внезапных фактов, чтобы блеснуть в разговоре

Сборник фактов на все случаи и разговоры в жизни

Maxim
14 дней спустя 14 дней спустя

Как провести черту между бесправным зародышем и неприкосновенной личностью

N+1
Дельфина де Виган: Преданность Дельфина де Виган: Преданность

У каждого из четырех героев романа «Преданность» свои секреты и тайны

СНОБ
Вы считаете себя талантливым человеком? Вопрос дня Вы считаете себя талантливым человеком? Вопрос дня

Участники проекта «Сноб» рассказывают, считают ли они себя талантливыми

СНОБ
Как писать американскую прозу: фрагмент эссе американского писателя и многолетнего автора Esquire Филипа Рота Как писать американскую прозу: фрагмент эссе американского писателя и многолетнего автора Esquire Филипа Рота

Фрагмент знаменитого эссе «Как писать американскую прозу» Филипа Рота

Esquire
Clubhouse: приложение, которое ускорит процесс глобализации, или инструмент тотальной слежки? Clubhouse: приложение, которое ускорит процесс глобализации, или инструмент тотальной слежки?

Кому и зачем стоит регистрироваться в Clubhouse и почему это небезопасно?

GQ
Михаил Башкатов: «Хочу быть в действии каждую секунду!» Михаил Башкатов: «Хочу быть в действии каждую секунду!»

Шоумен Михаил Башкатов о семейных ценностях и важной роли юмора в жизни

Лиза
Как себя вести, когда твоя девушка больна Как себя вести, когда твоя девушка больна

Что делать тебе, когда ей все не так и все не то

Maxim
Фитнес: начало Фитнес: начало

Добавить немного физической активности после долгой зимы

Худеем правильно
«Пока мы только спасаем свои жизни»: Марина Лошак в беседе с Ириной Мак «Пока мы только спасаем свои жизни»: Марина Лошак в беседе с Ириной Мак

Директриса ГМИИ им. А.С. Пушкина — об изменившейся художественной сцене

Школа Masters
10 антиромантических фильмов к 14 февраля 10 антиромантических фильмов к 14 февраля

Список серьезных фильмов о любви из разных жанров и эпох

Cosmopolitan
6 самых жутких врачей в истории 6 самых жутких врачей в истории

После этой статьи ты начнешь обходить районную поликлинику стороной!

Maxim
Как Томас Харрис позаимствовал у ФБР формулу «мыслить как преступник», а ФБР помогло Джонатану Демми снять «Молчание ягнят» Как Томас Харрис позаимствовал у ФБР формулу «мыслить как преступник», а ФБР помогло Джонатану Демми снять «Молчание ягнят»

История отношений Ганнибала Лектера и его преследователей

Weekend
На позитиве: почему нужно есть шоколад на диете На позитиве: почему нужно есть шоколад на диете

Почему шоколад может быть полезен тем, кто желает похудеть

Cosmopolitan
Разнотык: «Дорогие товарищи!» Андрея Кончаловского Разнотык: «Дорогие товарищи!» Андрея Кончаловского

Как Андрей Кончаловский показал палачей в фильме «Дорогие товарищи!»

Школа Masters
40 лет — ни мужа, ни наследства: Пэрис Хилтон и ее необычная судьба 40 лет — ни мужа, ни наследства: Пэрис Хилтон и ее необычная судьба

Чем прославилась Пэрис Хилтон и почему до сих пор не устроила личную жизнь?

Cosmopolitan
Люди вынудили диких животных преодолевать более значительные расстояния Люди вынудили диких животных преодолевать более значительные расстояния

Это может угрожать существованию целых видов

N+1
Правила жизни Пэрис Хилтон Правила жизни Пэрис Хилтон

Правила жизни светской львицы Пэрис Хилтон

Esquire
Своя линия Своя линия

Учимся ухаживать за бровями, чтобы они лучше росли, были сильными и густыми

Лиза
7 очень странных исторических фактов о сексе 7 очень странных исторических фактов о сексе

Блесни эрудицией во время секса!

Maxim
Открыть в приложении