Физики показали эффективность скошенных антиферромагнетиков для спинтроники и магноники
Ученые из Института квантовых технологий МФТИ и Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН с коллегами теоретически исследовали взаимодействие резонансных мод между двумя магнитными слоями гетероструктуры. Результаты этого исследования важны для развития спинтроники и магноники. Это новые направления науки, изучающие применение спина электрона для создания энергоэффективных устройств, таких как энергонезависимая память и высокочувствительные магнитные датчики, а также детекторов и генераторов терагерцового излучения.
Развитие спинтроники и магноники тесно связано с изучением спиновых эффектов, таких как перенос спина электрона в дополнение к его заряду. Именно эти эффекты дают возможность создавать устройства, которые будут работать быстрее и с меньшим потреблением энергии. Для этого используются магнитоупорядоченные материалы, такие как ферромагнетики или антиферромагнетики. Особый интерес представляют многослойные структуры из магнитных материалов различного типа, поскольку в таких системах может возникать резонансное взаимодействие между материалами с разным магнитным порядком.
В этом исследовании авторы впервые теоретически исследовали двухслойную структуру, состоящую из скошенного антиферромагнетика и ферромагнетика. Новизна работы заключается в использовании скошенного антиферромагнетика, это антиферромагнетик со слабым ферромагнетизмом, где подрешетки намагниченности слегка отклонены от антипараллельной ориентации. Подобных исследований ранее не проводилось. Скошенные антиферромагнетики представляют особый интерес, поскольку из-за своей структуры имеют две резонансные моды: нижняя (в десятках гигагерц) удобна для экспериментов, в отличие от верхней (в сотнях гигагерц). Статья опубликована в журнале «Радиотехника и электроника».
В таких структурах формируется обменное взаимодействие между магнитными моментами слоев, из-за чего возникает предпочтительная ориентация магнитных моментов, направленная в одну сторону. Это приводит к гибридизации мод — взаимодействию резонансных колебаний магнитных моментов между слоями. Это приводит к тому, что частоты этих мод сдвигаются относительно резонансных частот несвязанных слоев. Это свойство может использоваться при разработке сенсоров и генераторов, где необходимо уметь регулировать частотные характеристики.
Результаты теоретического моделирования на параметрах реальных материалов (гематит и пермаллой) показали, что обменное взаимодействие в структуре скошенный антиферромагнетик / ферромагнетик приводит к гибридизации резонансных мод. То есть нижняя мода антиферромагнетика и мода ферромагнетика «расталкиваются» с образованием щели — области, в которой моды не пересекаются. Ее ширина увеличивается в два-четыре раза с увеличением силы обменного взаимодействия между слоями. Это открывает новые возможности для создания настраиваемых фильтров и сенсоров. Также результаты показали, что гибридизация не затрагивает верхнюю моду скошенного антиферромагнетика (сотни ГГц), в отличие от обычных антиферромагнетиков. Это говорит об отсутствии помех от верхней моды, что позволит сфокусироваться на удобной нижней моде для экспериментов и приложений.
«В целом исследование подобных структур направлено на то, чтобы сделать их основой для генераторов и детекторов гига- и терагерцового излучения, устройств магнитной памяти, работающих на принципах магноники и спинтроники. В частности, в нашей работе показано, что когда частота резонанса в одном слое приближается к резонансной частоте в другом слое, вместо взаимного усиления образуется область в частотном спектре, в которой никакого резонансного возбуждения не происходит. Это можно использовать, например, для фильтрации сигнала», — рассказал Алексей Мещеряков, младший научный сотрудник лаборатории терагерцовой спинтроники Института квантовых технологий МФТИ.
Результаты этой теоретической работы имеют фундаментальное значение для понимания спин-волновых эффектов, таких как гибридизация мод и наведенная анизотропия. Они открывают путь к контролю магнитных колебаний на наноуровне. Это позволит создавать устройства спинтроники и магноники в 2–5 раз более эффективные по сравнению с традиционными ферромагнитными структурами. Предложенная гетероструктура упрощает проведение экспериментов и их практическое применение за счет использования нижней моды скошенного антиферромагнетика. Все это способствует переходу от зарядной электроники к спиновой, снижая энергопотребление устройств на 50–90% и повышая скорость обработки данных до терагерцового диапазона.
В работе участвовали ученые из Института квантовых технологий МФТИ, Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, МЭИ, ВШЭ и Саратовского государственного университета им. Н. Г. Чернышевского.
Telegram 
Дзен 
VK Хотя сам факт наличия непонятных объектов на снимках, которые американские астронавты сделали на Луне, известен давно, десятилетиями их списывали на химические дефекты светочувствительной эмульсии фотопленки или блики света в линзах камер. Новая публикация на сайте Пентагона признает их реально существующими объектами, хотя и не делает выводов о их природе.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно