🔬 Ученые Российского квантового центра совместно с коллегами из МГУ, Крымского федерального университета и МПГУ предложили способ с помощью света возбуждать спиновые волны длиной порядка ста нанометров — значительно меньше, чем обычно позволяет дифракционный предел. Работа опубликована в Physical Review Letters.
Спиновые волны, или магноны, — это коллективные колебания магнитных моментов в материале. Их рассматривают как перспективный носитель информации: потенциально они позволяют создавать более компактные, быстрые и энергоэффективные системы обработки данных.
Обычно минимальный масштаб таких волн, возбуждаемых светом, ограничен размером сфокусированного лазерного пятна. Исследователи обошли это ограничение с помощью специальной магнитофотонной нанорешетки.
«Раньше минимальный размер магнитного сигнала задавал диаметр светового луча. Теперь его определяет оптический паттерн в магнитной плёнке, который мельче даже длины волны света! Он задается нашей нанорешеткой. Чем меньше период паттерна, тем короче спиновая волна, которую он возбуждает, и тем меньше может быть работающий с ней компонент»,
— объясняет соавтор исследования, руководитель научной группы «Магнитоплазмоника и сверхбыстрый магнетизм» РКЦ Владимир Белотелов.
В эксперименте ученые получили спиновые волны длиной около 300 нм, а расчеты показывают, что в дальнейшем этот показатель можно уменьшить примерно до 100 нм.
В перспективе такой подход может использоваться в магнонных логических элементах, системах аналоговых и нейроморфных вычислений, а также стать одним из шагов к созданию сверхплотной магнитной памяти.