Ученые из Саратовского государственного университета совместно с коллегами разработали инновационный способ управления магнитными свойствами материалов, который в будущем способен обеспечить создание сверхскоростных вычислительных устройств с энергопотреблением в 10-100 раз ниже существующих аналогов. Итоги исследований опубликованы в журнале Applied Physics Letters.
Основная задача современной спинтроники — перспективного направления электроники, где для передачи данных применяется спин электрона вместо заряда — заключается в электрическом контроле над магнитными характеристиками материалов. Использование электрического поля для изменения намагниченности вместо токов значительно снижает тепловые потери, которые являются главным минусом традиционных подходов, пояснили специалисты СГУ имени Н. Г. Чернышевского.
Учёные описали свою конструкцию как своеобразный «сэндвич» из двух типов материалов.
В нижнем слое находится пьезоэлектрик, который, подобно мышце, способен сокращаться или растягиваться при воздействии только электрического напряжения. Механические деформации данного слоя передаются на магнитный верхний слой — гематит.
«Мы продемонстрировали, что при подаче электрического напряжения можно существенно (до десяти процентов) изменять частоту антикферромагнитного резонанса — своего рода «основной тон», на котором «звучит» данный магнитный материал», — рассказал заместитель директора Научно-исследовательского института механики и физики СГУ Александр Садовников. Он добавил, что данный процесс осуществляется без применения электрических токов или изменения магнитных полей — исключительно за счёт влияния электрического поля.
По сути, это можно сравнить с процессом настройки музыкального инструмента.