Стенки доменов образуют магистраль для распространения спиновых волн

Перспективность магнитных спиновых волн (магнонов) как будущего средства переноса информации не вызывает сомнений: они распространяются быстрее, чем носители электронных зарядов и используют меньше энергии.

Ученые из Центра Гельмгольца (HZDR) и Дрезденского Технического университета (TU Dresden) разработали метод, который позволяет контролировать распространение спиновых информационных носителей на наноуровне. Эта простая и экономичная (в противоположность прежним) технология может составить основу наносхем, использующих спиновых волны.

«Решения, предлагавшиеся до сих пор, базировались либо на геометрически предопределённых путях проводников, либо на постоянном применении внешних магнитных полей, — комментирует доктор Гельмут Шультайсс (Helmut Schultheiß) из Института ионно-лучевой физики и материаловедения HZDR. — В первом случае путь распространения нельзя изменять, что необходимо при разработке гибких схем. Второй вариант решает эту проблему, но ценой огромного увеличения потребления энергии».

Новая процедура для управления спиновыми волнами описана в недавнем выпуске журнала Nature Nanotechnology. Она использует базовые магнитные свойства материалов: остаточную намагниченность и формирование доменных стенок (границ, разделяющих зоны твёрдого тела с разной намагниченностью). Физики HZDR создали такую доменную стенку внутри железоникелевой наноструктуры, а затем с помощью микроволнового излучения сгенерировали там спиновую волну. Эксперимент показал, что спиновые волны определенной частоты сдерживаются доменной стенкой, так как другие магнитные домены действуют как барьер.

«Можно сказать, что мы создали магистраль с отбойниками, вдоль которых спиновые волны перемещаются контролируемым образом», — заявил Шультайсс.

Более того, дрезденские физики смогли изменить положение стенок доменов, прикладывая слабые внешние магнитные поля (менее одного миллитесла — на два порядка слабее, чем обычный подковообразный магнит). Это позволяет изменять пути движения магнонов и создаёт предпосылки для разработки переконфигурируемых спинтронных схем.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365