Все новости

Управлять спинтроникой научились при помощи терагерцовых волн

Благодаря этому можно очень быстро записывать и считывать информацию с магнитных носителей

ТАСС, 24 декабря. Физики выяснили, что терагерцовое излучение можно использовать для сверхбыстрой записи и чтения информации из магнитных носителей и спиновых электронных устройств. Описание работы опубликовал научный журнал Science, кратко об этом пишет пресс-служба МФТИ.

"Мы показали, что взаимодействием спинов атомов и кристаллической решетки 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", - рассказал один из авторов работы, научный сотрудник Неймегенского университета Евгений Машкович.

В последние десятилетия физики активно изучают квантовые свойства электронов и атомов и пытаются приспособить их для создания электронных приборов. В обычной микроэлектронике информация представляется с помощью электрического заряда. В спиновой электронике, или спинтронике, информация представляется с помощью спина электрона - условного направления вращения частицы.

Машкович и его коллеги открыли ранее неизвестный тип взаимодействий спинов атомов и терагерцовых волн, который позволяет контролировать состояние спинтронных устройств и очень быстро записывать и считывать из них данные.

Ученые совершили это открытие во время наблюдений за тем, как очень короткие, но мощные импульсы терагерцового излучения взаимодействуют с кристаллами из соединения кобальта и фтора. Они относятся к числу антиферромагнетиков, материалов, в которых магнитные моменты атомов не направлены в одну сторону, как в обычных магнитах, а уложены в "шахматном" порядке.

В результате этого они нейтрализуют друг друга и не создают внешнего магнитного поля. Подобная "упаковка" атомов позволяет использовать антиферромагнитные материалы для сверхплотной записи информации. Машкович и его коллеги заинтересовались тем, можно ли использовать антиферромагнетики и для создания спиновых запоминающих устройств.

Как показали проведенные ими эксперименты, терагерцовые волны определенных типов можно использовать для того, чтобы заставить спины отдельных атомов кобальта активнее взаимодействовать с окружающей кристаллической решеткой, что будет заставлять последнюю вибрировать. Это позволяет очень быстро записывать и считывать данные из спинтронных устройств с минимальными затратами энергии.

Подобным образом, по словам физиков, будут вести себя и другие антиферромагнитные материалы. Это позволяет широко использовать данный подход для управления работой спинтроники при разработке запоминающих устройств и других элементов компьютеров будущего, подытожили ученые.