Harika, fizikçiler bulmuşlardır: manyeton devresindeki sinyal kaybının üstesinden gelmenin bir yolu
Moskova Fizik ve Teknoloji Enstitüsü, Kotelnikov Radyo Mühendisliği ve Elektronik Enstitüsü ve NGChernyshevsky Saratov Ulusal Üniversitesi'nden araştırmacılar, manyeton mantık devrelerindeki bağlantı elemanlarının o kadar kritik olduğunu kanıtladılar ki, yanlış dalga kılavuzları seçimi sinyallere neden olabilir. Kayıp. Fizikçiler sinyal kaybını önlemek için dalga kılavuzu yapısını tahmin etmek için parametrik bir model geliştirdiler, bir dalga kılavuzu prototipi oluşturdular ve modeli deneylerde test ettiler.Araştırma makaleleri Applied Physics dergisinde yayınlandı. Manyetik mantık araştırmasının temel amacı, mevcut elektroniklerle uyumlu alternatif devre bileşenleri oluşturmaktır.
Bu, daha yüksek hızlara ve daha düşük güç tüketimine sahip sinyal işlemcileri de dahil olmak üzere yepyeni bileşenlerin geliştirilmesinin günümüzün elektronik ürünlerine entegre edilebileceği anlamına geliyor. Yeni ekipman tasarlarken, çeşitli bileşenler birbiriyle entegre edilir. Bununla birlikte, manyeto devresi bunu başarmak için teller yerine manyetik dalga kılavuzlarına güvenir. Araştırmacılar daha önce dalga kılavuzlarının bir bileşenden diğerine aktarım sırasında sinyal gücünü olumsuz etkileyebileceğini düşünüyorlardı. Rus fizikçiler tarafından yapılan yeni araştırma, dalga kılavuzlarının etkisinin beklenenden daha fazla olduğunu gösteriyor. Aslında, yanlış bir dalga kılavuzu geometrisi seçiminin tam sinyal kaybına yol açabileceği ortaya çıktı.
Bunun nedeni spin dalgası girişimidir Dalga kılavuzu, bir mikrometrenin yüzde birini ölçen çok küçük bir bileşendir.Bu ölçekte, sinyalin yanal nicelemesinin hesaba katılması gerekir. Araştırmacılar bir optimizasyon problemi üzerinde çalışıyorlar: Maksimum verimliliği sağlamak için manyetonik devreler için dalga kılavuzları nasıl tasarlanır? Ekip, nanowav kılavuzlarında dalga yayılımını tanımlamak için teorik ve matematiksel bir model geliştirdi. Bu nedenle, MIPT'nin THz Spintronics Laboratuvarı'nda kıdemli bir araştırmacı olan Dmitry Kalyabin, ekibin akustik sistemler için önceki geliştirmelerinin sonuçlarını spin dalgalarına uyarladı. Bir prototip cihaz oluşturuldu ve hesaplamalar Brillouin spektroskopisi adı verilen bir yöntem kullanılarak doğrulandı.
Bu teknik, lazere maruz bırakıldıktan sonra numunedeki manyetizasyon dağılımının bir "anlık görüntüsünün" alınmasını içerir. Daha sonra bu şekilde gözlemlenen dağılım teorik tahminlerle karşılaştırılabilir. Terahertz Spintronics Laboratuvarı başkanı ve Rusya Bilimler Akademisi'nin ilgili üyesi Sergey Nikitov şunları söyledi: İlk hedefimiz, dalga kılavuzunun üretim özelliklerini gerçekten üretilmeden önce hesaplayabilen bir model oluşturmaktır. Beklenti, dalga kılavuzunun şeklini optimize etmenin sinyal iletim verimliliğini en üst düzeye çıkarabilmesidir. Bununla birlikte çalışmalar, girişimin etkisinin beklenenden daha büyük olduğunu ve yetersiz parametrelerin bazen tam sinyal kaybına yol açabileceğini göstermiştir.
Konik dar bir ferromanyetik dalga kılavuzu örneği, modelin nasıl çalıştığını göstermek için kullanılmasına rağmen, şu anda kullanımda olan tüm dalga kılavuzu tipleri için geçerlidir. Manyeton mantığının önemli unsuru, düzensiz ferromanyetik dar dalga kılavuzundaki manyetostatik yüzey spin dalgasının yayılma özellikleri incelenir ve oluşturulan matematiksel model Galerkin yöntemine dayanır. Teorik araştırmanın doğruluğu Brillouin saçılma spektroskopisi ile doğrulanmıştır. Bu işlemler, yapı ve uyarma parametreleri ayarlanarak kontrol edilebilir ve dalga kılavuzu genişliğinin kademeli değişimi, spin dalgasının enerji yoğunluğunu değiştirmek için kullanılabilir. Sonuçlar, dalga kılavuzu genişliğinin ve düzensizliğinin spin dalgalarının yayılması üzerindeki etkisinin çok önemli olduğunu göstermektedir.
Brocade Garden Araştırma / Gönderen: Moskova Fizik ve Teknoloji Enstitüsü
Referans Dergisi "Uygulamalı Fizik"
DOI: 10.1063 / 1.5099358
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
