Исследователи из Германии и Японии показали, как можно осуществить преобразование спина в заряд для спиновых волн. Для этого физики использовали оптический эффект магнонов в терагерцовом диапазоне. Это открытие поможет создать в будущем эффективные спинтронные вычислительные устройства. Статья об исследовании опубликована в журнале Nature Communications.
Спинтроника использует для передачи данных не стандартный заряд электрона, а его вращение — спин. Она уже применяется в современных жестких дисках, но ее эффективность и вычислительная мощность пока очень низкие. В новой работе ученые предложили использовать целые волны из триллионов спинов, называемые магнонами.
Магноны способны стабильно передавать данные с минимальными потерями энергии на огромных скоростях. Однако главной преградой до сих пор оставалась несовместимость этой технологии с современными компьютерами. Спиновые волны нужно было как-то переводить в обычный электрический сигнал.
Свет как посредник
Команда физиков нашла изящное решение этой давней проблемы с помощью света. Выяснилось, что при соблюдении определенных условий магнитный сигнал спиновой волны способен значительно менять оптические свойства материала.
Преобразование волны в оптический сигнал — это лишь первый этап. На втором шаге световой сигнал прочно связывается с электронами, формируя понятный для современных систем электрический заряд. Весь этот процесс отлично работает на инфракрасных и видимых длинах волн.
Главная особенность нового метода заключается в том, что он совершенно не требует экзотических и дорогих материалов. Все эксперименты проводились при низких температурах на обычных кристаллах с использованием коммерчески доступных лазеров. Это означает, что передовую технологию будет легко внедрить в массовое производство.
Ранее физикам удалось добиться контроля над экзотическими агрегатными состояниями в кристаллах, искусственно вызывая в них магнитную и электронную нестабильность.
