Найден способ улучшения сигнала в магнонных схемах

Российские ученые показали важность соединительных элементов в схемах магнонной логики. Они также построили модель, которая помогла вычислить подходящий волновод, сигнал на котором не теряется. Результаты работы опубликованы в Journal of Applied Physics.

Ученые, занимающиеся магнонной логикой, стремятся создать альтернативную схемотехнику, которая была бы совместима с существующей электроникой. Это позволит добавлять новые, более совершенные, элементы к уже работающим системам. Например, быстродействующие процессоры, потребляющие минимум энергии.

В отличие от обычной схемотехники, в магнонной соединение элементов происходит с помощью магнитных волноводов, а не проводов. Предыдущие исследование предполагали, что волноводы могут немного влиять на снижение интенсивности при передаче сигнала от элемента к элементу.

Российские ученые из МФТИ, ИРЭ и СГУ в своей новой работе выяснили, что влияние соединительных элементов более значимо. Неточно заданные параметры геометрии могут привести к полной потере сигнала. Главная причина этого — интерференция спиновых волн. Все это происходит из-за очень маленьких размеров волноводов, при которых разработчикам уже нужно учитывать квантовую природу сигнала.

В своем исследовании ученые поставили цель построить наиболее эффективный волновод для устройств магнонной логики. Они создали теорию и математическую модель, которая описывает распространение волн в наноразмерных волноводах. Для этого ученые из МФТИ адаптировали свои ранние наработки для акустики на случай магнитных волн.

Исследователи из Саратова создали прототип новых волноводов и с помощью бриллюэновской спектроскопии — метода, позволяющего получить «фотографию» распределения намагниченности в образце после облучения лазером, — показали, что расчеты московских коллег оказались верны.

«Изначально мы хотели построить модель, по которой можно посчитать пропускные характеристики волновода перед его созданием. Мы думали, что оптимизация формы волновода увеличит КПД передачи сигнала. Но в ходе исследования оказалось, что влияние интерференции существеннее, чем мы думали: если параметры окажутся неудачными, может потеряться весь сигнал», — рассказал один из авторов работы, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией терагерцовой спинтроники МФТИ Сергей Никитов.

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

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.