Открыт сверхбыстрый способ управления данными

❋ 5.1

С увеличением объема сохраняемой информации возникает необходимость в разработке новых способов и технологий для энергоэффективной и сверхбыстрой обработки и хранения данных. Решающую роль в процессе записи магнитных битов играет взаимодействие элементарных магнитных моментов электронов (спинов) с решеткой. Исследователи из Нидерландов вместе с учеными из России обнаружили новый механизм включения и выключения спин-решеточного взаимодействия, управляемый ультракороткими импульсами света терагерцевой частоты.

ФизТех

# биты

# гетероструктуры

# данные

# магнит

# спины

Открыт сверхбыстрый способ управления данными / ©Getty images / Автор: Михаил Григорьев

Результаты опубликованы в журнале Science. «Эта работа — результат коллективных усилий, демонстрирующих важность международного сотрудничества в науке. Мне особенно приятно, что наш труд выступает еще одним подтверждением того, что сотрудничество между Россией и Нидерландами – это ключ к новаторским результатам», — говорит Алексей Кимель из Института молекул и материалов (IMM) Университета Радбауд (Нидерланды).

Антиферромагнитные магноны могут использоваться как носители данных в магнитном материале и заменить традиционные элементы электроники. В отличие от электронов, такие спиновые волны практически не взаимодействуют с решеткой и поэтому могут без рассеяния распространяться на микроскопические расстояния. В то же время слабое взаимодействие затрудняет управление распространением спиновых волн. Проведенное группой ученых из Нидерландов и России исследование показало, что взаимодействием можно управлять с помощью света.

Первый автор статьи Евгений Машкович поясняет: «Интуитивно можно было бы поверить, что взаимодействие спинов с решеткой является свойством конкретного материала и вряд ли может быть изменено. Мы показали, что взаимодействием можно управлять с помощью света. Это означает, что мы открыли новый и элегантный способ управления распространением спиновых волн и тем самым сделали важный шаг к концептуально новой технологии обработки данных в будущем».

Анатолий Звездин, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории физики магнитных гетероструктур и спинтроники МФТИ, главный научный сотрудник Института общей физики имени А. М. Прохорова РАН, рассказывает: «Оптимизация спин-решеточного взаимодействия в квантовых материалах — одна из основных задач при создании магнитных систем хранения данных.

Оно определяет как скорость, так и энергоэффективность записи магнитных битов. Мы обнаружили, что терагерцовый импульс резонансно взаимодействует с магноном в антиферромагнетике дифториде кобальта (CoF2). Такой же подход к управлению спин-решеточной связью с помощью терагерцового света должен работать и в других магнитных материалах».

Исследователи полагают, что эта технология поможет решить проблемы магнитного хранения данных и обеспечить сверхбыструю запись при минимальных затратах энергии. Алексей Кимель добавляет: «У каждого ученого должна быть безумная мечта. Мы мечтаем, что когда-нибудь наши исследования произведут революцию в технологиях хранения и обработки информации, способствуя смене парадигмы в сторону зеленых ИТ».

В работе принимали участие ученые из Института молекул и материалов (IMM) Университета Радбауд (Нидерланды), Института общей физики имени А. М. Прохорова РАН, Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, Института физики II, Кельнского университета (Германия), МИРЭА — Российского технологического университета и Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе РАН.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.