В России создали адаптируемые элементы для современной электроники

МОСКВА, 15 дек - РИА Новости. Создавать электронные устройства, способные настраиваться на различные диапазоны частот и легко менять внутренние настройки, позволят разработанные в СГУ магнитные метаповерхности, считают ученые вуза. Результаты исследования опубликованы в журнале "Известия высших учебных заведений. Прикладная нелинейная динамика".

Метаматериалами называют искусственно созданные среды, которые могут обладать не встречающимися в природе свойствами. Следующим шагом для ученых стала разработка метаповерхностей – планарных метаматериалов с искусственно созданными двумерными (2D) периодическими структурами в виде металлических или диэлектрических включений, чей период намного меньше длины волны, рассказали в Саратовском государственном университете (СГУ).

Специалисты создавали для оптического и микроволнового диапазонов метаматериалы, свойствами которых, как правило, нельзя было управлять с помощью внешних полей. Но недавние результаты работы ученых СГУ позволили создать магнитные метаповерхности, свойствами которых можно управлять с помощью внешнего магнитного поля как в микроволновом, так и в терагерцовом диапазонах частот (от 3 ГГц до 0.3 ТГц), обратили внимание в вузе.

«

"Магнитные метаповерхности мы создаем из ферро- и антиферромагнитных сред, которые в отсутствии внешнего постоянного магнитного поля обладают внутренней магнитной упорядоченностью. В таких средах распространяются спиновые волны, которые представляют серьезную альтернативу для традиционной (зарядовой) электроники", – рассказал заведующий кафедрой электроники, колебаний и волн СГУ Сергей Гришин.

В магнитных материалах передача/запись информации осуществляется не за счет переноса заряда, а за счет переориентации спина электрона, что открывает возможность для создания устройств с малым энергопотреблением, продолжил он.

Кроме того, характеристиками спиновых волн можно легко управлять с помощью изменения направления и величины внешнего магнитного поля и, как следствие этого, создавать на основе магнитных материалов перестраиваемые устройства функциональной электроники (фильтры, резонаторы, линии задержки), привел пример ученый.

Сергей Гришин с коллегами исследуют магнитные метаповерхности радиофизическими методами

© Фото : Управление медиакоммуникаций СГУ

1 из 2

Сергей Гришин с коллегами работают над электродинамическим моделированием магнитных метаповерхностей

© Фото : Управление медиакоммуникаций СГУ

2 из 2

Сергей Гришин с коллегами исследуют магнитные метаповерхности радиофизическими методами

© Фото : Управление медиакоммуникаций СГУ

1 из 2

Сергей Гришин с коллегами работают над электродинамическим моделированием магнитных метаповерхностей

© Фото : Управление медиакоммуникаций СГУ

2 из 2

"Мы научились создавать, так называемые, сэндвич-структуры, которые представляют собой многослойники, состоящие из магнитных метаповерхностей, граничащих либо с полупроводниковыми пленками, либо с пленками сегнетоэлектрика. Это позволяет управлять нашими метаповерхностями не только с помощью магнитного, но и электрического поля, а также – лазерного луча", – добавил эксперт.

Он подчеркнул, что достижению результатов поспособствовало продуктивное сотрудничество с Институтом физики микроструктур РАН.

В настоящее время перед исследовательской группой стоит задача оптимизации методов получения метаповерхностей для возможности дальнейшей интеграции технологии в промышленность, обратил внимание Сергей Гришин.

Исследование проведено при поддержке гранта РНФ № 19-79-20121 "Метаповерхности для управления спин-волновыми процессами в магнитных микро- и наноразмерных структурах". Работы по теме продолжаются в рамках Программы развития вуза до 2030 года, предусмотренной федеральным проектом Минобрнауки "Приоритет 2030".