Раньше в гибридных системах "ферромагнетик-двумерная электронная структура" изучали главным образом связь плазмонов (коллективные колебания электронов) с магнонами или спиновыми волнами. Однако в двумерных электронных структурах возможен циклотронный резонанс. Это явление возникает, когда электроны, вращающиеся в магнитном поле, поглощают электромагнитную волну при совпадении частоты вращения и излучения. Впервые именно взаимное влияние этого явления и ферромагнитного резонанса открыли и теоретически описали российские физики.
"Наша работа потребовала синтеза знаний плазмоники двумерных систем и спинтроники магнетиков", — пояснил Андрей Заболотных, доцент МФТИ и специалист Центра перспективной микроэлектроники.
Ученые исследовали модель: двумерная электронная система на тонкой ферромагнитной пленке поверх металлического затвора. Внешнее магнитное поле приложили перпендикулярно слоям. Аналитические формулы для поглощения и частот показали взаимодействие резонансов — взаимное расталкивание частот (антикроссинг). Без связи частоты просто пересекались. Расчеты для реальных материалов (Bi:TmIG и AlGaAs) подтвердили эффект.
В эксперименте расщепление частот достигло 1.6 ГГц при поле 131 Э, что облегчает обнаружение эффекта. Важно: магнитная пленка усиливает циклотронный сигнал в разы, повышая его чувствительность.
Это взаимодействие создает управляемый канал связи магнитной и электронной подсистем. Открытие перспективно для спинтроники, магнонной логики, нейроморфных вычислений и гибридных устройств.
"Планируем переход в терагерцевый диапазон с антиферромагнетиками и гибридизацию магнонов с плазмонами двумерных систем. Двумерные магнетики усилят связь при миниатюризации", — подчеркнул Игорь Загороднев, заведующий лабораторией ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН и ученый МФТИ.
Источник: naked-science.ru
