Развитие современной электроники постепенно упирается в физические пределы. Привычные нам приборы обрабатывают данные за счет движения электрических зарядов, что неизбежно приводит к выделению тепла и ограничивает скорость работы. Ученые по всему миру ищут способы заменить электрический ток на иные носители информации. Одним из наиболее перспективных вариантов считаются спиновые волны. Они представляют собой коллективные колебания магнитных моментов атомов в веществе. Главный плюс такого подхода заключается в возможности передавать данные без нагрева компонентов.
До недавнего времени получение таких волн оставалось сложной технической задачей. Исследователям требовались громоздкие антенны, а управлять параметрами сигнала было крайне трудно. Специалисты из Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН предложили изящное решение, основанное на эффекте Вавилова-Черенкова. В обычном мире этот эффект можно наблюдать, когда самолет преодолевает звуковой барьер и создает мощную ударную волну.
В пресс-службе РНФ рассказали, что в ходе эксперимента физики использовали феррит-гранат с тончайшим золотым покрытием. На этот слой направляли сверхкороткий лазерный импульс, который рождал в материале звуковую волну. Этот звук двигался быстрее, чем могли распространяться магнитные колебания, что и приводило к рождению спиновых волн нужной частоты.
Эффект Вавилова-Черенкова создает ударную волну в момент, когда самолет преодолевает звуковой барьер. Летательный аппарат на любой скорости генерирует шум, который мы воспринимаем как гул моторов. Однако при движении быстрее звука акустические колебания объединяются позади него в единый плотный поток. В этот миг человек на земле может услышать резкий хлопок. Подобное явление возникает всегда, когда сам источник возмущения перемещается в пространстве быстрее, чем распространяется создаваемая им волна
Авторы работы подчеркивают, что новый метод позволяет легко настраивать частоту волн, просто меняя силу внешнего магнитного поля. Это открывает путь к созданию принципиально новых элементов памяти и логических затворов. В перспективе такие технологии лягут в основу вычислительной магноники. Это направление науки призвано дополнить или полностью заменить традиционную кремниевую электронику в задачах, требующих высокой производительности и энергоэффективности. Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда.
Ранее Наука Mail рассказывала, что физики смогли изменить свойства материалов при помощи облучения.
