Российские исследователи совместно с иностранными коллегами обнаружили новый механизм включения и выключения спин-решеточного взаимодействия с помощью ультракоротких импульсов света терагерцовой частоты. Новый метод позволяет очень быстро управлять данными и требует малых затрат энергии. Статья о работе, проделанной учеными из Университета Радбауд (Нидерланды), Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН, МФТИ, НИИ физики им. В.А. Фока, МИРЭА и Кельнского университета (Германия), опубликована в журнале Science.
Так как сейчас производится все больше информации, требуются новые, более мощные и энергоэффективные способы обработки и хранения данных. В настоящее время используется так называемый магнитный способ. При записи данных происходит взаимодействие магнитных моментов электронов, которые называются спинами, с окружающей решеткой материала.
Теперь ученые открыли другой способ управления данными. В нем используются антиферромагнитные магноны — квазичастицы, которые соответствуют возмущениям спинового порядка (спиновым волнам). Антиферромагнетизм этих частиц заключается в том, что спины соседних частиц направлены навстречу друг к другу, из-за чего сам материал в целом не является намагниченным. Особенность магнонов, отличающая их от электронов, заключается в том, что они не взаимодействуют с решеткой окружающего материала. Благодаря этому спиновые волны при распространении не рассеиваются. Однако из-за того, что магноны не взаимодействуют с решеткой, ученые ранее полагали, что распространением спиновых волн нельзя управлять.
В данной работе исследователи рассматривали взаимодействие световых волн терагерцевой частоты с магнонами в кристалле дифторида кобальта. Как оказалось, распространением спиновых волн вполне можно управлять с помощью света. Такая технология может обеспечить сверхбыстрые запись и хранение информации, которые требуют минимальных затрат энергии.
«У каждого ученого должна быть безумная мечта. Мы мечтаем, что когда-нибудь наши исследования произведут революцию в технологиях хранения и обработки информации, способствуя смене парадигмы в сторону зеленых ИТ», — рассказал Алексей Кимель, соавтор работы из Института молекул и материалов Университета Радбауд.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
