Новый метод, разработанный учеными из Нью-Йоркского университета и описанный в одном из последних выпусков журнала Nanotechnology, позволяет сгенерировать особый вид колебаний магнитных полей. Эти колебания, которые получили название спин-волн, очень быстро перемещаются в пределах магнитных материалов и могут служить новым эффективным методом передачи информации и переноса энергии, что открывает перспективу для использования такого вида волн в области телекоммуникаций, для обработки и передачи информации в пределах компьютерных чипов и в других электронных устройствах.
“Спин-волны имеют огромный потенциал для кардинального улучшения функциональных возможностей широкого ряда самых различных уже существующих технологий” – рассказывает Эндрю Кент (Andrew Kent), профессор физики из Нью-Йоркского университета, – “Наши исследования дают начало использованию технологий, более быстрых и более энергосберегающих, нежели технологии, используемые в настоящий момент”.
В настоящее время уже существуют методы преобразования электромагнитных волн в спин-волны, применяемые в некоторых антенных системах. Но получаемые спин-волны имеют очень большую длину волны и распространяются достаточно медленно. Ультракоротковолновые спин-волны могут преодолевать гораздо большие расстояния, делая это намного быстрей и с меньшими затратами энергии. Однако, процесс генерации коротковолновых спин-волн связан со многими техническими трудностями.
Для преодоления вышеупомянутых технических трудностей ученые разработали устройства, получившие название нано-генераторов спиновых колебаний (spin torque nano-oscillators, STNO), наноразмерные устройства, которые способны преобразовывать входящий электрический ток в спин-волны. Множество таких генераторов, установленных в определенном порядке, могут служить своего рода излучающей антенной, вырабатывающей поток направленных спин-волн.
Более того, исследователям удалось добиться реализации волноводов для спин-волн внутри структуры магнитного материала, проходя через которые эти волны приобретают определенную форму, фазу, амплитуду и способность следовать строго по заданному пути. Несложно догадаться, что эти волноводы могут эффективно выступать в качестве модуляторов, при помощи которых в спин-волны внедряется передаваемая информация, и в качестве детектора, который позволяет считывать переданную информацию.
Данные исследования проводились под патронатом Международного общества Марии Кюри (Marie Curie International Outgoing Fellowship), а финансирование работ обеспечивал грант, предоставленный Исследовательским управлением армии США (Army Research Office).
