Вчені вперше керували хвилями в магніті за допомогою надпровідників
Спинові хвилі у магнітах, здатні передавати інформацію, можуть стати альтернативою сучасній електроніці. Вчені роками шукають шляхи ефективного контролю спінових хвиль. Дослідження нідерландських фізиків дозволяє краще зрозуміти взаємодію надпровідників та магнітів. Воно доводить можливість керування спиновими хвилями на чіпі за допомогою надпровідників.
Як передбачає теорія, металеві електроди здатні забезпечити контроль спінових хвиль, але досі фізики дуже рідко могли спостерігати цей ефект в експерименті. "Прорив нашої дослідницької команди в тому, що ми дійсно отримуємо повноцінний контроль над спіновими хвилями, якщо використовуємо надпровідний електрод", - сказав Тоєно ван дер Сар, дослідник з Технічного університету Делфта.
Коли спинова хвиля створює магнітне поле, воно, у свою чергу, генерує надтік у надпровіднику, пише Phys.org. Надтік виконує роль дзеркала для спинової хвилі. Надпровідний електрод відбиває магнітне поле назад, змушуючи спинову хвилю рухатися вгору і вниз повільніше, що полегшує її керування.
«Коли спінові хвилі проходять під надпровідним електродом, виявляється, що їхня довжина хвилі повністю змінюється. Злегка коригуючи температуру електрода, можна з великою точністю налаштувати магнітуду цих змін», - сказав Ван дер Сар.
Для перевірки своєї гіпотези вчені розмістили поверх тонкого магнітного шару залізо-іттрієвого гранату (ЖИГ), кращого на Землі магніту, надпровідний електрод та ще один для збудження спінових хвиль. Охолодивши пристрій до -268 градусів, вони привели електрод у надпровідний стан. У міру охолодження спінові хвилі все більше уповільнювалися, дозволяючи маніпулювати собою і розкриваючи вченим властивості надпровідників.
«Тепер ми можемо розробляти пристрої на основі спінових хвиль та надпровідників, які дають мало тепла та світлових хвиль, – сказав ван дер Сар. — Уявіть спинтронну версію частотних фільтрів або резонаторів, компонентів, які можна знайти в електронних ланцюгах стільникових телефонів, наприклад. Або ланцюгів, які служать транзисторами чи з'єднувачами між кубитами в квантовому комп'ютері».
Команда дослідників з Академії наук Китаю доповіла минулого року про серйозний прогрес у квантових обчисленнях. Вони провели успішну ініціалізацію, когерентний контроль квантових станів та виведення даних про спини при кімнатній температурі за допомогою вирощених у розчині квантових точок. Насамперед такий підхід вважався можливим лише теоретично.