Спиновая электроника
1. Название разработки
Исследование, разработка и создание элементов и устройств спиновой электроники, основанных на вновь открытом явлении упруго-индуцированной спиновой переиориентации.
2. Научный руководитель
Кузьменко Александр Павлович, д.ф.-м.н., профессор, директор центра коллективного пользования «Наукоемкие технологии» Курск ГТУ.
3. Назначение
Создание элементов и устройств спиновой электроники, отличающихся рекордно высоким быстродействием (не более нескольких десятков фемтосекунд), низким уровнем энергопотребления (не более 0.5 Э), и надежностью работы и расширенным рабочим диапазоном температур (от сверхнизких гелиевых 2.9 К и до 400 К).
4. Краткое описание
Для реализации вновь обнаруженного эффекта упруго-индуцированного перемагничивания в монокристаллической пластинке, к примеру, ортоферрита, бората железа или другого слабого ферромагнетика создается устойчивая двухдоменная структура с прямолинейной одиночной доменной границей. Движение доменной границы вызывается импульсным магнитным полем создаваемым током в многочисленных парах тонкопленочных катушек типа Гельмгольца, созданных фотолитографическим методом с минимальным диаметром, на плоскостях образца. В импульсных магнитных полях доменная граница движется со скоростями близкими к звуковым скоростям. Дополнительное постоянное механическое давление величиной порядка нескольких ГПа, позволяющее существенно снизить энергопотребление, либо преодоления доменной границей звукового барьера, либо совокупность указанных воздействий на пластинку слабого ферромагнетика вызывают упруго индуцированный механизм перемагничивания (спин-переориентационный переход). При этом реализуется аномально высокая скорость распространения с магнитооптическим контрастом не хуже 50 %. Именно это позволяет получить уменьшение вплоть до десятков фемтосекунд скорости переключения. Схема одной из практических реализаций, на которую получен Патент РФ, представлена на рисунке.
