Новые исследования открывают более эффективные пути использования спинтроники.
Поскольку размер обычных полупроводниковых транзисторов, как это было предсказано законом Гордона Мура, быстро приближается к теоретическому минимальному пределу, ученые находятся в интенсивных поисках того, что в будущем может стать достойным преемником современной транзисторной электроники. И, двигаясь в этом направлении, ученые-физики из Кембриджского университета сделали большой шаг в области спинтроники. Спинтроника для хранения и операций с информацией использует крошечный магнитный момент электрона, спин, вращение электрона вокруг атома, вместо его электрического заряда. Это имеет большой потенциал для создания быстродействующих вычислительных систем, расходующих невероятно малое количество энергии.
Исследования ученых привели к разработке новых методов, позволяющих реализовать управление и операции со спинами электронов более эффективными, чем это было достигнуто до настоящего времени. Одно из уникальных явлений в области спинтроники заключается в том, что спины электронов могут быть переданы без движения самих электронов, т.е. без электрического тока. Это позволит передавать и обрабатывать информацию, практически не выделяя тепла внутри электронных устройств.
Но главное препятствие, тормозящее дальнейшее развитие и внедрение спинтронных технологий заключается в том, что в большинстве случаев ученым удалось научиться эффективно управлять и передавать спины отдельно взятых электронов. А для обеспечения надежной работы спинтронных устройств и для совместимости их с обычной электроникой требуется создание так называемого спин-тока, передачи спинов от одних электронов к другим в большом количестве.
Кембриджские ученые утверждают, что им удалось решить эту проблему, проблему создания спин-тока. Для создания спин-токов большого значения исследователи использовали коллективное движение спинов, так называемые спин-волны. Заставив взаимодействовать несколько спин-волн, ученые добились реализации процесса получения устойчивого спин-тока. Главным достижением Кембриджских ученых является использование эффекта так называемого трехмагнонного разделения (three-magnon splitting) с помощью которого процесс получения устойчивого спин-тока происходит в десять раз эффективней, чем при использовании взаимодействий предварительно созданных спин-волн.
