В России создали структуры для новой подтемы электроники — магноники

Эти устройства в будущем могут заменить традиционные полупроводниковые элементы. Исследование по этому проекту было опубликовано в Journal of Magnetism and Magnetic Materials, сообщает RT.

Ученые отмечают ограничения современной полупроводниковой электроники: она обладает низкой скоростью обработки информации, высоким потреблением энергии и подвержена перегреву при высокой нагрузке. Именно поэтому в настоящее время ученые мирового сообщества ищут альтернативные подходы к хранению, обработке и передаче информации. Одним из перспективных направлений является магноника, которая основывается на передаче данных спиновыми волнами, а не электронами.

Спин, квантовая характеристика частиц, управляет направлением вращения электронов и изменяется под воздействием магнитного поля. Использование спиновых волн позволяет избежать перегрева устройств, что делает технику более энергоэффективной и надежной. Эта технология открывает новые возможности для разработки биомедицинских датчиков с повышенной чувствительностью и безопасностью, энергоэффективных беспроводных коммуникационных систем и сенсорных сетей, а также для усовершенствования антенн.

Для практической реализации этой технологии необходимо выбрать оптимальный волновод, то есть материал, в котором будут передаваться спиновые волны, а также разработать методы управления ими.

Ученые разработали волновод в виде магнитной гетероструктуры, состоящей из двух магнонных кристаллов, разделенных слоем диэлектрика. Магнонные кристаллы — это магнитные материалы с периодически изменяемым магнитным параметром, влияющим на спиновые волны.

Саратовские физики использовали ферритовые пленки из железо-иттриевого граната с толщиной 100 нанометров в качестве магнитных материалов. На эти пленки методом магнетронного распыления был нанесен слой полупроводникового материала кремния. Антенны и контактные площадки из золота были сформированы на поверхности структур для возбуждения и приема спиновых волн, а также для приложения напряжения к полупроводнику.

Профессор кафедры нелинейной физики Института физики СГУ, руководитель проекта Мария Морозова отметила, что сам волновод и периодическая структура на его поверхности создаются методами оптической и электронной литографии. Этот эффект позволяет использовать многослойные магнитные структуры для создания устройств пространственного демультиплексирования и частотно-селективных устройств в СВЧ-диапазоне.

Ранее ученые заявили, что человеческие органы стареют неравномерно, а клетчатка улучшает работу кишечника и защищает от некоторых заболеваний.

checheninfo.ru