МОСКВА, 17 апреля. /ТАСС/. Ученые из России и Европы выяснили, что гибридный материал на базе магнитных материалов и сверхпроводников обладает свойствами, которые позволяют ему управлять высокочастотными электромагнитными волнами. Исследование может ускорить создание компактных устройств, работающих со сверхвысокочастотными сигналами, сообщила в понедельник пресс-служба МФТИ.
"Ученые МФТИ совместно с коллегами из Университета МИСИС и ВНИИА имени Духова изучили магнитодинамические явления в тонкопленочных структурах "сверхпроводник-ферромагнетик-сверхпроводник". Как отмечают исследователи, результаты работы могут найти применение в криогенной СВЧ-электронике и магнонике, например, при разработке элементов транзисторов, диодов, и фильтров", — говорится в сообщении.
Магноны это квазичастицы, представляющие собой коллективные колебания спинов электронов или других частиц. Их можно использовать для передачи и обмена информацией внутри квантовых и спиновых компьютеров, затрачивающих немного энергии на обработку и хранение данных по сравнению с традиционной полупроводниковой электроникой.
Группа российских физиков под руководством Игоря Головчанского, ведущего научного сотрудника МФТИ и заведующего лабораторией НИТУ МИСИС, уже много лет работает над созданием магнонных устройств и разработкой новых методов управления их работой. В частности, два года назад им удалось увеличить силу взаимодействий между частицами света и магнонами, создав материал, состоящий из чередующихся слоев сверхпроводника, ферромагнетика и диэлектрических материалов.
Основа для компактной СВЧ-электроники
Исследователи изучили влияние сверхпроводников и ферромагнетиков на взаимодействие этих веществ с высокочастотными электромагнитными колебаниями и внешними магнитными полями. Опыты показали, что эти структуры обладают свойством, не характерным для других магнитных материалов - они взаимодействуют и усиливают электромагнитные волны с частотой в 10-15 гигагерц (ГГц). По этой причине команда исследовала взаимодействие сверхпроводящих и ферромагнитных слоев и как это влияет на электромагнитные волны.
Опыты помогли физикам раскрыть роль макроскопических токов внутри сверхпроводника в усилении электромагнитных волн, а также найти теоретическое объяснение тому, почему внешнее магнитное поле очень сильно влияет на то, с какими высокочастотными колебаниями наиболее активно взаимодействует новый материал.
Как отмечают исследователи, такие материалы можно использовать для создания компактных и гибко настраиваемых электронных устройств, обрабатывающих сверхвысокочастотные сигналы. В дополнение к этому, их можно применять в качестве аналога Вселенной для изучения механизмов, придающих массу всем объектам мироздания, подытожили физики.
