Исследование опубликовано в Physical Review B, рецензируемом научном журнале Американского физического общества.
Одним из основных препятствий на пути к разработке более совершенных устройств спинтроники является эффект, называемый «демпфирование», при котором магнитная энергия по существу утекает из материалов, делая их менее эффективными.
Традиционно ученые связывают это свойство с взаимодействием между спином электрона и его движением. Однако команда под руководством Университета Миннесоты доказала, что существует еще один фактор – магнитоупругая связь, которая представляет собой взаимодействие между спином электрона, или магнетизмом, и звуковыми частицами.
«Наша работа не говорит, что [первоначальная теория] ошибочна, она просто говорит, что это только часть истории», – пояснил Билл Перия, ведущий автор исследования и доктор философии.D. студент факультета физики и астрономии Миннесотского университета. «Мы смогли показать, что в этих магнитных материалах мы наблюдаем такое поведение, но на самом деле это лишь относительно небольшая часть всего затухания.
Также существует другой механизм, с помощью которого можно ослабить магнетизм, который обычно не рассматривается."
Исследователи использовали метод, называемый ферромагнитным резонансом, который измеряет, сколько магнитной энергии выделяется или утекает. Чтобы понять это явление, им пришлось применить эту технику при различных температурах, в диапазоне от комнатной до 5 Кельвинов, всего на пять градусов выше абсолютного нуля и эквивалент примерно -450 градусов по Фаренгейту.
Результаты исследования дают более целостную картину того, что вызывает демпфирование. Это позволит инженерам разрабатывать магнитные материалы со «сверхнизким» демпфированием, которые более энергоэффективны, что в конечном итоге приведет к созданию компьютеров будущего более высокого качества.
«Мы заботимся о низком затухании, потому что мы вместе с нашими сотрудниками пытаемся создать устройства, в которых магнитные возбуждения могут распространяться на большие расстояния», – сказал Пол Кроуэлл, старший автор статьи и профессор факультета физики и астрономии Университета. «Мы пытаемся построить« провода », по которым магнитные сигналы могут распространяться по микросхеме, не теряя своей силы."