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

Цветущая сложность в эпоху тотальной медиатизации: говорят физики Цветущая сложность в эпоху тотальной медиатизации: говорят физики

Какие стратегии медийной самопрезентации используются научными вузами и учеными

Наука
Не отдам! Не отдам!

Марта Кетро – о том, чем оборачивается собственничество по отношению к мужчине

Cosmopolitan
Создано в России Создано в России

Загрязнение Мирового океана, новые водоросли Байкала и прибор для анализа газов

Знание – сила
Брокер или мошенник: как работают схемы с фейковыми инвестициями в акции и криптовалюты Брокер или мошенник: как работают схемы с фейковыми инвестициями в акции и криптовалюты

Как мошенники отбирают деньги, пользуясь доверчивостью россиян

Forbes
Экспансия из рая Экспансия из рая

Кто первым и зачем покинул океан

Вокруг света
Как распознать ложь по языку тела Как распознать ложь по языку тела

Как поймать лжеца с поличным

Psychologies
Ресторатор Евгений Ничипурук — о русской пивной и проекте братьев Рока Ресторатор Евгений Ничипурук — о русской пивной и проекте братьев Рока

Ресторатор Евгений Ничипурук — это человек-мотор, который все успевает

РБК
Да, так можно было Да, так можно было

Люди из ПНИ стали моделями для модной съемки

Домашний Очаг
Русская соборность 1921 года: несостоявшееся и состоявшееся Русская соборность 1921 года: несостоявшееся и состоявшееся

Церковный собор весной 1921 года и кровавые репрессии

Наука
Астрономы впервые померили плотность молодой экзопланеты Астрономы впервые померили плотность молодой экзопланеты

Возраст экзопланеты AU Mic b оценивается менее чем в 25 миллионов лет

N+1
Как птичий помет превратил самую страшную пустыню в оазис Как птичий помет превратил самую страшную пустыню в оазис

Как самая сухая пустыня в мире может быть плодородной

Популярная механика
В XXI веке кардинально изменилась статистика по супружеским изменам. Угадай, что произошло? В XXI веке кардинально изменилась статистика по супружеским изменам. Угадай, что произошло?

Опубликована полная статистика супружеских измен за последние 20 лет

Maxim
Нетипичная свекровь Нетипичная свекровь

Она никак не может понять, почему сын на неё злится...

Лиза
«Современная смерть. Как медицина изменила уход из жизни» «Современная смерть. Как медицина изменила уход из жизни»

Отрывок из книги Хайдера Варрайч «Современная смерть»

N+1
Сверхкритическое состояние или умный текстиль? Сверхкритическое состояние или умный текстиль?

В Институте химии растворов им. Г. А. Крестова разрабатывают уникальный текстиль

Наука и жизнь
Лже-Маяковские и еще 4 невероятные ретрофотографии Лже-Маяковские и еще 4 невероятные ретрофотографии

Иногда черно-белые снимки удивительнее цветных фильмов!

Maxim
Здоровая ревность: как она помогает сохранить отношения Здоровая ревность: как она помогает сохранить отношения

Психолог: бывает ли здоровая ревность и что делать, если есть причины ревновать

Psychologies
10 российских средств ПВО: ЗРК и ЗРС 10 российских средств ПВО: ЗРК и ЗРС

Зенитно-ракетные системы и комплексы - самые сложные военные машины

Популярная механика
Алексей Москалёв: «Выглядеть молодо можно, только замедлив процессы старения всего организма» Алексей Москалёв: «Выглядеть молодо можно, только замедлив процессы старения всего организма»

Как оставаться молодой, красивой и здоровой как можно дольше?

Здоровье
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
Миллиардер Андрей Андреев — Forbes: «После сделки с Blackstone вопрос финансирования у меня не стоит» Миллиардер Андрей Андреев — Forbes: «После сделки с Blackstone вопрос финансирования у меня не стоит»

Почему миллиардер Андрей Андреев инвестировал в рынок аудиосервисов

Forbes
«Чтобы стать предпринимателем, нужно разозлиться». Основатель Social Capital Чамат Палихапития — о быстром успехе, ошибках и смысле денег «Чтобы стать предпринимателем, нужно разозлиться». Основатель Social Capital Чамат Палихапития — о быстром успехе, ошибках и смысле денег

Чамат Палихапития — один из самых влиятельных людей в Кремниевой долине

Inc.
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
Как никуда не торопиться и все успевать: совет начинающим мамам Как никуда не торопиться и все успевать: совет начинающим мамам

Мама должна быть рядом, мама должна кормить, мама должна... А должна ли?

Psychologies
Что принесет удачу знакам зодиака: твой счастливый камень, день, число и цвет Что принесет удачу знакам зодиака: твой счастливый камень, день, число и цвет

Полный астрогид, который поможет стать настоящим везунчиком

Cosmopolitan
Новый Дикий Запад: как пользователи Clubhouse научились зарабатывать в соцсети Новый Дикий Запад: как пользователи Clubhouse научились зарабатывать в соцсети

Как в Clubhouse зарождается рекламный рынок и сколько зарабатывают прямо сейчас

Forbes
Джастин Тимберлейк в «Палмере» примеряет на себя амплуа разочарованного социопата Джастин Тимберлейк в «Палмере» примеряет на себя амплуа разочарованного социопата

«Палмер» — драматическая картина о дружбе

GQ
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
«Чахотка: другая история немецкого общества» «Чахотка: другая история немецкого общества»

Отрывок из книги Ульрике Мозер «Чахотка: другая история немецкого общества»

N+1
Тайна платка с узором из земляники Тайна платка с узором из земляники

Историю любви и предательства Отелло и Дездемоны не так проста, как кажется

Вокруг света
Открыть в приложении