Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
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 Связь разных культур всего мира иногда находится в самых неожиданных инструментах, в том числе в языке. Новое исследование впервые показало такую связь количественно.
На полотне, которое многие католики и православные почитают как погребальный саван Иисуса Христа, ученые нашли генетический материал множества биологических видов — людей, животных, а также растений, завезенных в Европу из Америки. Результаты исследования не прояснили, а лишь умножили число вопросов вокруг происхождения одного из самых спорных христианских артефактов.
Исследователи выявили серьезный недостаток в широко используемой эволюционной модели — ингибиторной каскадной модели (ICM). Оказалось, ее предсказательная сила обусловлена не биологическими механизмами, а математическим артефактом, связанным с методом стандартизации данных.
Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.
Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова более десяти лет изучают уникальные свойства кефирных зерен — природных симбиотических сообществ микроорганизмов, собранных в высокогорных районах Кавказа. Исследования показывают, они могут стать основой для новых методов лечения кишечных заболеваний, восстановления иммунитета и даже создания космического питания.
Во время нейроанатомического исследования тканей полового члена ученые выявили высокую плотность нервных окончаний в области, которую анатомы и хирурги долгое время оставляли без должного внимания. Авторы научной работы предположили, что эта зона может играть важную роль в формировании сексуальных ощущений, и допустили, что именно там у мужчин находится аналог так называемой «точки G».
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
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