Как научились создавать обертоны спиновых волн

Как научились создавать обертоны спиновых волн

Впервые в истории науки удалось создать «обертоны» спиновых волн. Технология характерна тем, что способна оказать существенное влияние на увеличение скорости передачи данных по беспроводным сетям. Спинтронные осцилляторы представляют своего рода нанокомпоненты, где спиновые волны являются элементами генерации микроволновых сигналов в гигагерцовом диапазоне частот. Обертоны спиновых волн учёные нередко ставят в один ряд с обертонами (флагелотами), что используются в музыке.

Обертоны музыки сродни обертонам физики

Опытный скрипач точно знает, где следует установить палец на струну, чтобы ослабить основную частоту и получить один из многочисленных обертонов. Этим приёмом музыкант воспроизводит тоны намного выше по частоте, чем частота основного тона струны.

Примерно аналогичный эффект продемонстрировали специалисты университета Гетеборга, показавшие как играть и усиливать обертоны, только уже на наноуровне. Исследователи создали спинтронные генераторы, способные усиливать сигналы спиновых волн в несколько этапов.

К удивлению исследовательской группы, новые генераторы выдали совершенно неожиданное, инновационное явление. Когда в процессе исследования увеличивали ток привода, сигнал отметился резким скачком частоты. Сначала это был скачок от основной частоты 9 ГГц до уровня 14 ГГц, а затем следующий скачок до уровня 20 ГГц.


Полученные результаты соответствуют давно забытым теоретическим предсказаниям обертонов спиновой волны Джона Слончевски. Ещё в 1999 году американский физик Слончевски изложил основы, описывающие спиновые волны, генерируемые спиновыми электронными генераторами. Там же — в публикации, физик упоминал о поддержке генерации гораздо более высоких частот с использованием обертонов.

Тогдашняя статья Джона Слончевски оказала сильное влияние на развитие области исследований спинтронных осцилляторов. Однако дополнительных обсуждений темы обертонов тогда не отмечалось. До настоящего момента этот эффект не проверялся экспериментально.

Технологический подход к увеличению скорости

И вот теперешний эксперимент показывает, что спинтронным осциллятором допустимо создать несколько разных обертонов, достигая таким способом значительных по росту частоты, быстрых скачков. А в этом кроется технологический подход к увеличению скорости передачи данных беспроводной связи.

Это открытие также позволяет генерировать очень высокие микроволновые частоты с короткими длинами волн для использования в спинтронике и магнонике. Даже при условии длины волны основного тона около 500 нанометров, длина волны демонстрируемого третьего обертона составляет всего лишь 74 нанометра.

Дальнейшие исследования более мелких генераторов показали способности генерировать спиновые волны до 15 нанометров с частотами до 300 ГГц. Это указывает на обширный потенциал чрезвычайно высокочастотной спинтроники и магноники.


При помощи информации: GU


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *