Физики создали новые наноразмерные спиновые волны

Сильные переменные магнитные поля могут быть использованы для генерации спиновых волн нового типа, которые ранее были предсказаны только теоретически. Это было впервые достигнуто группой физиков из Университета Мартина Лютера Галле-Виттенберг (MLU). Они сообщают о своей работе в Nature Communications и предоставляют первые микроскопические изображения этих спиновых волн.

Магнетизм на микроскопическом уровне

Исследователи разработали магнитный материал, толщина которого определяет, имеют ли хиральные доменные стенки одинаковую или чередующуюся хиральность. В последнем случае приложение магнитного поля приводит к аннигиляции сталкивающихся доменных стенок. Исследователи объединили рассеяние нейтронов и электронную микроскопию, чтобы охарактеризовать эти внутренние микроскопические особенности, что привело к лучшему пониманию магнитного поведения.

Антиферромагнитные гибриды при переносе спина остаются устойчивыми до комнатной температуры

Группа под руководством Игоря Барсукова из Калифорнийского университета в Риверсайде в сотрудничестве с исследователями из Центра Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе, Университета Юты и Калифорнийского университета в Ирвайне продемонстрировала эффективный перенос спина в антиферромагнетике/ферромагнетике (гибрид), который остается устойчивым до комнатной температуры. Исследователи наблюдали взаимодействие магнонных подсистем в антиферромагнетике и ферромагнетике и признали его важность в спиновом транспорте, ключевом процессе в работе спиновых устройств. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Research.

Управление магнитным состоянием с помощью спинового тока

Работая в лаборатории Департамента физики по исследованию квантовых материалов, интерфейсов и устройств, Као, Муццио и другие партнеры по исследованию смогли продемонстрировать доказательство концепции того, что пропусканием электрического тока через новый двумерный материал можно управлять магнитным состоянием соседнего магнитного материала без необходимости приложения внешнего магнитного поля.

Полуметалл с нулевой намагниченностью

Исследовательская группа успешно синтезировала «полуметаллический» материал, совершив редкий подвиг в погоне за нулевой намагниченностью. Полуметаллы могут значительно повысить производительность электронных устройств. Это связано с их 100% спиновой поляризацией, что позволяет им вести себя как металлы в одном направлении спина и как диэлектрики/полупроводники в другом. Наиболее успешные примеры полуметаллов являются ферромагнитными, что означает, что их расположение спинов выровнено.

Контроль вращения электрона при комнатной температуре

В течение десятилетий ученые пытались использовать электрические поля для управления вращением электрона при комнатной температуре, но добиться эффективного контроля было трудно. В исследовании, недавно опубликованном в журнале Nature Photonics, исследовательская группа во главе с Цзяном Ши и Равишанкаром Сундарараманом из Политехнического института Ренсселера и Юанем Пингом из Калифорнийского университета в Санта-Круз сделала шаг вперед в решении этой дилеммы.

Улучшение квантовых датчиков путем измерения ориентации когерентных спинов внутри алмазной решетки

Ученые из Университета Цукуба продемонстрировали, как можно использовать сверхбыструю спектроскопию для улучшения временного разрешения квантовых датчиков. Измерив ориентацию когерентных спинов внутри алмазной решетки, они показали, что магнитные поля можно измерить даже за очень короткое время. Эта работа может способствовать развитию области измерений сверхвысокой точности, известной как квантовая метрология, а также «спинтронных» квантовых компьютеров, которые работают на основе электронных спинов.

Одномерный перенос спинов в некоторых областях напоминает макроскопические явления

Поведение микроскопических квантовых магнитов долгое время было предметом лекций по теоретической физике. Однако исследовать динамику систем, далеких от равновесия, и наблюдать за ними «вживую» до сих пор было сложно. Теперь исследователи из Института квантовой оптики Макса Планка в Гархинге сделали именно это, используя квантовый газовый микроскоп. С помощью этого инструмента можно манипулировать квантовыми системами, а затем отображать их с таким высоким разрешением, что видны даже отдельные атомы. Результаты экспериментов с линейными цепочками спинов показывают, что способ распространения их ориентации соответствует так называемой супердиффузии Кардара-Паризи-Жанга. Это подтверждает гипотезу, возникшую недавно из теоретических соображений.

Изолятор толщиной в атом помогает транспортировать спины

Промежуточный слой, состоящий из нескольких атомов, помогает улучшить передачу спиновых токов от одного материала к другому. До сих пор этот процесс сопряжен со значительными потерями. Команда из Университета Мартина Лютера Галле-Виттенберг (MLU), Института физики микроструктур Макса Планка (MPI) и Свободного университета Берлина сообщает в научном журнале ACS Nano Letters о том, как этого можно избежать. Таким образом, исследователи демонстрируют важные новые идеи, актуальные для многих приложений спинтроники, включая энергоэффективные и сверхбыстрые технологии хранения данных будущего.

Открыт способ переключения намагниченности в тонких слоях ферромагнетика

Удерживая нужный материал под правильным углом, исследователи из Корнелла открыли способ переключения намагниченности в тонких слоях ферромагнетика — метод, который в конечном итоге может привести к разработке более энергоэффективных устройств магнитной памяти.