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

Цифровая лихорадка Цифровая лихорадка

Наиболее интересные выступления из конференции CG Event

Популярная механика
Химики получили рекордное количество метанола из метана электрохимическим методом Химики получили рекордное количество метанола из метана электрохимическим методом

Ученые открыли способ перерабатывать сланцевый газ и биогаз

N+1
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Правила жизни Бенисио Дель Торо Правила жизни Бенисио Дель Торо

Правила жизни актера Бенисио Дель Торо

Esquire
Не делай так: 6 признаков того, что твой интерьер давно устарел Не делай так: 6 признаков того, что твой интерьер давно устарел

Какие детали интерьера способны выдать плохой вкус его владельца.

Cosmopolitan
10 самых быстрых бюджетных машин в России. Список 10 самых быстрых бюджетных машин в России. Список

Что делать, если бюджет на покупку нового автомобиля ограничен?

РБК
Комедийные актеры 80-х, которые куда-то запропастились Комедийные актеры 80-х, которые куда-то запропастились

Что случилось с Чеви Чейзом, Стивом Гуттенбергом, и прочими Стивами Мартинами?

Maxim
Пластик в океане назвали смертельной угрозой для альбатросов Южного полушария Пластик в океане назвали смертельной угрозой для альбатросов Южного полушария

Альбатросы Южного полушария регулярно глотают пластиковый мусор

N+1
Американские орнитологи опровергли эффект стола для пикников в Патагонии Американские орнитологи опровергли эффект стола для пикников в Патагонии

Редкие залетные птицы — не показатель присутствия новых видов

N+1
Путь к новой себе Путь к новой себе

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

Добрые советы
Каскадная катастрофа Каскадная катастрофа

В чем причина экологической катастрофы на Камчатке

Наука
Ученые реконструировали ДНК мамонта старше миллиона лет Ученые реконструировали ДНК мамонта старше миллиона лет

Это позволило больше узнать об эволюции шерстистых мамонтов и мамонтов Колумба

N+1
Стилист назвала 5 главных ошибок с оверсайз-пиджаками — никогда так не делай! Стилист назвала 5 главных ошибок с оверсайз-пиджаками — никогда так не делай!

Вещи оверсайз сегодня на пике популярности

Cosmopolitan
20 лучших комедий всех времен и народов по версии кинокритиков 20 лучших комедий всех времен и народов по версии кинокритиков

Список величайших кинокомедий в истории. Угадай, что на первом месте!

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
«Моего оптимизма хватит на двоих»: история мамы, чья дочь победила рак «Моего оптимизма хватит на двоих»: история мамы, чья дочь победила рак

История мамы и ее дочери, которые сумели победить рак благодаря оптимизму

Psychologies
Пневматическая почта: как это работает Пневматическая почта: как это работает

Пневмопочта сможет спасти крупные города от пробок и смога

Популярная механика
Новая эстетика. Кто и сколько зарабатывает на российской косметике новой волны Новая эстетика. Кто и сколько зарабатывает на российской косметике новой волны

Российские бренды уходовой косметики долго не могли похвастаться репутацией

Inc.
Чао, дорогой! 6 мотивирующих сериалов про развод Чао, дорогой! 6 мотивирующих сериалов про развод

Героини этих сериалов доказывают, что развод — это не конец всего

Cosmopolitan
Физики подтвердили полиморфизм льда и открыли лед-XIX Физики подтвердили полиморфизм льда и открыли лед-XIX

Физики нашли новую кристаллическую фазу воды при высоком давлении

N+1
Мощные ледниковые щиты за последние 150 тысяч лет дважды опреснили Северный Ледовитый океан Мощные ледниковые щиты за последние 150 тысяч лет дважды опреснили Северный Ледовитый океан

Арктика превращается в изолированный пресноводный резервуар

N+1
Мурены с карибских рифов выиграли от истребления акул Мурены с карибских рифов выиграли от истребления акул

Мурены остаются многочисленными на рифах поблизости с поселениями

N+1
6 самых необычных мостов в мире 6 самых необычных мостов в мире

Такой мост мечтает заполучить любая река!

Maxim
Зеленое будущее: как цианобактерии помогут человечеству выживать на Марсе Зеленое будущее: как цианобактерии помогут человечеству выживать на Марсе

Цианобактерии могут успешно расти в условиях марсианской атмосферы

Популярная механика
Не только букеты в вазе: почему флористический декор стал интерьерным трендом и как украсить свой дом цветами Не только букеты в вазе: почему флористический декор стал интерьерным трендом и как украсить свой дом цветами

Как можно использовать цветы в украшении интерьера

Esquire
Как правильно пользоваться микроволновкой Как правильно пользоваться микроволновкой

Несколько хитрых приемов, благодаря которым твоя жизнь наполнится горячей пищей

Maxim
Мертвые амебы, негативщики и нытики: как выстраивать отношения с проблемными сотрудниками Мертвые амебы, негативщики и нытики: как выстраивать отношения с проблемными сотрудниками

Отрывок из книги «Сложные подчиненные» Максима Батырева

Forbes
Редчайшие австралийские попугайчики вывели рекордное количество птенцов Редчайшие австралийские попугайчики вывели рекордное количество птенцов

Специалисты: редчайшие попугайчики вывели почти 90 птенцов

N+1
От теории к практике: как меняется бизнес-литература От теории к практике: как меняется бизнес-литература

Какие авторы и аудиокниги жанра бизнеса и экономики сегодня на пике популярности

Inc.
Скандал с Вуди Алленом и новые «Оптимисты»: что смотреть прямо сейчас? Скандал с Вуди Алленом и новые «Оптимисты»: что смотреть прямо сейчас?

Триллеры, ретродрамы и документалка про скандал с Вуди Алленом

Cosmopolitan
Открыть в приложении