Учёные на шаг приблизились к созданию устройств высокоскоростной магнитной микроэлектроники

Российские учёные провели эксперимент, который позволил использовать магнитоупругие свойства антиферромагнетиков для гибкого управления микроэлектроникой нового поколения — устройствами, в которых энергия или информация переносится не электрическим током, а с помощью магнитных возбуждений — спиновых волн. В работе приняли участие специалисты из Московского физико-технического института, Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН и лаборатории «Магнитные метаматериалы» Саратовского государственного университета. Научная статья опубликована в журнале Applied Physics Letters.

Спиновые волны — тип волн, при которых колебания магнитных моментов (спины) атомов передаются по цепочке от одного атома к другому. Такие возмущения возникают в том числе и в магнитоупорядоченных кристаллах. По аналогии с электронами, носителями электрического тока, магноны (квантовый аналог спиновой волны) можно использовать для переноса магнитного момента. Устройства, созданные на принципе передачи магнитных возбуждений, будут обладать рядом преимуществ по сравнению с традиционной электроникой из-за отсутствия сопротивления и, соответственно, увеличения скорости передачи сигнала. В перспективе магнонные устройства могут стать основой для высокоскоростных вычислительных устройств, чувствительных датчиков и элементной базы нейроморфных компьютеров.

В данной работе учёные исследовали свойства антиферромагнитного материала, гематита Fe2O3 — оксида железа, одного из самых распространённых магнитных материалов в природе. Антиферромагнетики — это вещества, в которых магнитные моменты соседних атомов (подрешёток) противоположны и компенсируют друг друга. Однако ряд магнетиков, например гематит, обладает небольшим скосом подрешёток,