Исследователи обнаружили сверхвысокочастотный магнитный резонанс

Группа физиков из Калифорнийского университета создала новый метод обнаружения электромагнитных волн терагерцового диапазона. Это открытие может помочь миниатюризировать детекторы на микрочипах и повысить их чувствительность. Соответствующая статья была опубликована в журнале Nature.

Каждый электрон в атоме, помимо орбитального момента, обусловленного его движением вокруг ядра, имеет и собственный момент вращения, который называется спином. Спины электронов в материале обуславливают его магнитные свойства. Так, например, в ферромагнетиках они направлены строго в одном направлении, что обуславливает высокую напряженность магнитного поля в этих материалах. В антиферромагнетиках все наоборот: там спины одной половины электронов направлены противоположно спинам другой. Из-за этого такие материалы обладают очень небольшой магнитной восприимчивостью.

При воздействии электромагнитного излучения в материалах может возникнуть магнитный резонанс. Он создается, когда частота электромагнитного излучения совпадает с частотой вращения электрона по своей оси и проявляется в усилении отраженного и пройденного через образец излучения.

В новой работе физики решили попробовать воздействовать на антиферромагнитный материал терагерцовым излучением. На данный момент обнаружить его очень трудно, поэтому в коммуникациях используют волны в диапазоне десятков и сотен гигагерц. Но исследователи нашли способ нахождения этого излучения. Они показали, что антиферромагнитные гетероструктуры из кристаллов оксида хрома и платины или тантала в бета-фазе способны проявлять сильный магнитный резонанс при воздействии на них излучения субтерагерцового диапазона.

Также физики показали, что в таких материалах наблюдаются интересные процессы спиновой динамики. Это значит, что созданные учеными гетероструктуры могут быть интересны для целей спинтроники — электроники, в которой для передачи сигналов используются не электроны, а их спины. Кроме того, в антиферромагнетиках процессы перемещения спинов протекают быстрее, чем в ферромагнетиках, а значит, новый материал обладает всеми преимуществами для внедрения в спинтронные устройства.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.