Исследователи из Нидерландов и России открыли сверхбыстрый способ управления данными

С увеличением объема сохраняемой информации возникает необходимость в разработке новых способов и технологий для энергоэффективной и сверхбыстрой обработки и хранения данных. Решающую роль в процессе записи магнитных битов играет взаимодействие спинов электронов с кристаллической решеткой магнитного материала.

Международная команда ученых из Нидерландов и России обнаружила новый механизм включения и выключения спин-решеточного взаимодействия, который управляется ультракороткими импульсами света терагерцевой частоты. Результаты опубликованы в научном журнале Science .

«Эта работа – результат коллективных усилий, демонстрирующих важность международного сотрудничества в науке. Мне особенно приятно, что наш труд выступает еще одним подтверждением того, что сотрудничество между Россией и Нидерландами является ключом к новаторским результатам»,–— говорит Алексей Кимель из Института молекул и материалов (IMM) Университета Радбауд (Нидерланды).

Антиферромагнитные магноны могут использоваться в магнитном материале в качестве носителей информации и заменить традиционные элементы электроники. В отличие от электронов, спиновые волны практически не взаимодействуют с решеткой и поэтому могут без рассеяния распространяться на микроскопические расстояния. Однако слабое взаимодействие элементарных частиц затрудняет управление распространением спиновых волн. Проведенное группой ученых из Нидерландов и России исследование показало, что слабым взаимодействием можно управлять с помощью света.

Как утверждает один из авторов статьи Евгений Машкович, «интуитивно можно было бы поверить, что взаимодействие спинов с решеткой является свойством конкретного материала и вряд ли может быть изменено». Ученые показали в своем исследовании, что взаимодействием спинов с решеткой можно управлять с помощью света. Терагерцовый импульс резонансно взаимодействует с магноном в антиферромагнетике дифториде кобальта (CoF2). Такой же подход к управлению спин-решеточной связью с помощью терагерцового света должен работать и в других магнитных материалах, полагают исследователи. По словам Машковича, это означает, что открыт новый и элегантный способ управления распространением спиновых волн. Тем самым сделан важный шаг к концептуально новой технологии обработки данных в будущем. Технология поможет решить проблемы магнитного хранения данных и обеспечить сверхбыструю запись при минимальных затратах энергии.

В работе принимали участие ученые из Института молекул и материалов (IMM) Университета Радбауд (Нидерланды), Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН, Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, Института физики II, Кельнского университета (Германия), МИРЭА – Российского технологического университета и Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН.

По материалам пресс-релиза IMM Communications.