Написано AZoNano 6 марта 2020 года [1945900][19459006[19459]

Новый метод создания и управления спиновыми волнами в наноструктурированных магнитных материалах был описан в новом исследовании, которое представлено в качестве обложки в журнале Advanced Materials .

Это исследование открывает путь для создания нанопроцессоров для исключительно быстрой и энергоэффективной аналоговой обработки информации.

Открытие было результатом совместной работы группы исследователей во главе с Элисой Ридо, профессором химической и биомолекулярной инженерии в Тандонской школе инженерии Нью-Йоркского университета; Сильвия Такчи из Института офицеров Национального института исследований Италии (CNR-IOM) в Перудже; группа по магнетизму на физическом факультете в Миланском политехническом университете, в которую входят Эдоардо Альбисетти, Даниела Петти и Риккардо Бертакко; линия луча PolLux в PSI в Виллигене, Швейцария; и физико-геологический факультет в Университете Перуджи.

Спиновые волны, также называемые «магнонами», подобны электромагнитным волнам в магнетизме. Они путешествуют в таких материалах, как железо, очень похожих на волны в океане. В отличие от электромагнитных волн, магноны обладают исключительными свойствами, что делает их наиболее подходящими для построения миниатюрных «аналоговых» вычислительных систем со значительно большей эффективностью по сравнению с существующими цифровыми системами.

На сегодняшний день было очень сложно модулировать спиновые волны по своему желанию. В статье, опубликованной в Advanced Materials 5 марта ^th 2020 г., описан инновационный тип излучателей, известный как «магноновые наноантенны», которые позволяют генерировать спиновые волны с контролируемой формой и распространением.

Например, могут быть получены плоские волновые фронты (аналогичные океанским волнам на пляже) или радиальные волновые фронты (например, те, которые возникают при бросании камня в бассейн с водой), и могут быть созданы сфокусированные направленные лучи. Исследование также показывает, что несколько наноантенн могут быть использованы одновременно для генерации показателей помех «по команде», что является существенным предварительным условием для создания аналоговых вычислительных систем.

Техника TAM-SPL (разработанная в Политехническом институте Милана в партнерстве с командой Ридо) использовалась для достижения наноантенн. Техника позволяет манипулировать магнитными свойствами материалов на наноуровне.

В частности, наноантенны содержат крошечные «ряби» в намагниченности материала (известные как «вихри» или «доменные стенки»), которые имеют тенденцию излучать спиновые волны при запуске в движение под воздействием колеблющегося магнитного поля.

Поскольку свойства спиновых волн зависят от типа и уникальных характеристик этих пульсаций, манипулируя ими очень точно, излучаемые волны можно модулировать, как никогда раньше.

Это исследование было финансово поддержано Программой исследований и инноваций Horizon 2020 Европейского Союза в рамках гранта Мари Склодовской-Кюри № 705326, проект SWING (создание паттернов реконфигурируемых нано-устройств со спин-волнами для логики и вычислений).

Источник: https://engineering.nyu.edu/