Работа опубликована в журнале Physical Review B.

Команда ученых — Роман Юсупов, Игорь Янилкин, Амир Гумаров, Ленар Тагиров и Булат Габбасов — изучает магнонику. Это направление электроники, где информация передается не электричеством, а спиновыми волнами (магнонами). Такие технологии могут сделать процессоры гораздо энергоэффективнее.

Что удалось выяснить

• Ученые научились точно менять состав магнитного материала, что влияет на поведение спиновых волн.
• Они смоделировали магнитные свойства так, что теперь можно предсказать, как будут вести себя спиновые волны при любой температуре.

Сплав Pd-Fe наносили на подложку с помощью молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) — метода, который позволяет создавать очень чистые и точные материалы.

В пленке концентрация железа меняется по толщине, и из-за этого разные слои становятся магнитными или немагнитными при разных температурах.

Когда пленку нагревают, одни участки теряют магнитные свойства, другие — остаются. Это меняет спектр спиновых волн, и ученые могут этим управлять.

Ленар Тагиров объясняет:

Такие материалы можно использовать в магнонных устройствах — например, в аналогах диодов или логических элементов.

Следующий шаг — создание наноструктур, в которых спиновые волны смогут бежать, а не стоять на месте. Это нужно для передачи информации.

Это исследование важно по нескольким причинам:

• Энергоэффективность – магноника может заменить часть традиционной электроники, снижая энергопотребление.
• Гибкость управления – изменение температуры позволяет настраивать свойства материала без сложных переделок.
• Новые устройства – магнонные диоды и процессоры могут стать основой для более быстрых и компактных вычислительных систем.

Ранее ученые рассказали, как спиновые волны создают новый тип компьютера.