Возможно, ученые нашли способ создавать крошечные, но более мощные антенны для генерации и приема сигналов и другую электронику. Они ищут способы синхронизировать магнитные спины в наноразмерных устройствах и, возможно, уже нашли такой метод.
Цель использование магнитных вихрей
Цель так называемой «спинтроники» — использовать силу спина электрона, то есть его свойства, отвечающего за магнетизм, а не его отрицательный заряд. В данном случае исследователи обнаружили, что наложенные друг на друга наноразмерные магнитные вихри, разделенные очень тонким слоем меди, могут работать синхронно, потенциально генерируя мощный сигнал, который можно использовать в сотовых телефонах нового поколения и других устройствах.
«Почти все современные электронные технологии, от лампочки до смартфона, основаны на движении заряда, — сказал Хавьер Пулесио, один из исследователей, в пресс-релизе. — Но использование спиновых волн может открыть путь к созданию гораздо более компактных и инновационных типов антенн, которые будут работать как излучатели спиновых волн, генераторы сигналов — например, часы, синхронизирующие все процессы внутри компьютера, — а также устройства памяти и логики».
Секрет использования спина заключается в том, чтобы контролировать его эволюцию и конфигурацию. Возможно, ученым удастся добиться этого, уменьшив размер магнита. Например, магнитный диск радиусом всего 500 нанометров и толщиной 25 нанометров не может содержать несколько доменов, и спины выстраиваются в виде вихревого вращения, чтобы снизить общую магнитную энергию. Спины, параллельные поверхности диска, вращаются вокруг ядра по часовой или против часовой стрелки. В центре магнитные спины направлены от поверхности диска вверх или вниз. Эта структура, магнитный вихрь, может находиться в четырех возможных состояниях: вверх или вниз в сочетании с вращением по часовой стрелке или против часовой стрелки.
«Генераторы на основе магнитных вихрей можно настроить на работу с различными узконаправленными частотами, что делает их чрезвычайно гибкими для применения в телекоммуникациях», — сказал Пулечио в пресс-релизе
Тем не менее выходная мощность этих спинтроник-устройств относительно невелика по сравнению с используемыми в настоящее время генераторными технологиями. Тем не менее ученые добиваются успехов в преодолении ограничений по мощности: благодаря наложению магнитных вихрей исследователям удалось сделать еще один шаг к решению этой проблемы.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.