Учёные Казанского федерального университета (КФУ) достигли успехов в управлении спектром стоячих спиновых волн (ССВ) в ферромагнитных пленках сплава Pd-Fe с переменным составом. Исследования проводятся в рамках программы «Приоритет-2030» и при поддержке мегагранта Министерства науки и высшего образования РФ.
Работа была осуществлена в НИЛ «Гетероструктуры для посткремниевой электроники» под руководством Романа Юсупова. Магноника, новая отрасль электроники, использует магноны — кванты спиновых волн — для передачи информации, что может привести к созданию более энергоэффективных микропроцессоров (они снизят затраты на электроэнергию и позволят создавать более мощные системы для обработки данных).
Учёные разработали метод управления составом «градиентного» магнитного материала и смогли точно моделировать магнитные свойства, описывающие спин-волновой спектр. Для этого использовалась молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ), обеспечивающая высокую чистоту и идеальную кристаллическую структуру материалов.
Исследование изучает резонансный спектр стоячих спиновых волн (ССВ — частоты магнитных колебаний) в неоднородных пленках при температурах от 10 до 300 градусов по Кельвину. В градиентной пленке из сплава палладия и железа с уникальными свойствами (Pd-Fe) каждый слой имеет свою температуру, при которой происходит переход в ферромагнитное состояние (состояние с постоянным магнитным моментом), что позволяет управлять спектром ССВ, изменяя температуру образца.
Метод МЛЭ, впервые примененный в 2022 году, подтвердил возможность управления спектром стоячих спиновых волн.
Полученные знания открывают новые перспективы для магноники, включая создание магнонных диодов и логических вентилей.
Следующим шагом учёных станет создание наноструктур из «градиентных» материалов для передачи и обработки информации. Эти структуры планируется разрабатывать в Центре перспективных методов мезофизики и нанотехнологий Московского физико-технического института.
Читайте ещё материалы по теме:
Россия разрабатывает средства для управления высокоскоростной магнитной микроэлектроникой
Хромирование циркония сделает работу на АЭС более безопасной
