В магнонных схемах научились не терять сигнал
Исследователи построили параметрическую модель, которая позволяет моделировать подходящий волновод, не приводящий к потере сигнала, разработали прототип волновода и проверили экспериментально правильность модели. Глобальная задача исследователей, занимающихся магнонной логикой, заключается в создании альтернативной схемотехники, совместимой с существующей электроникой.
Нужно сделать так, чтобы к имеющимся устройствам можно было добавлять принципиально новые элементы. Например, более быстродействующие процессоры с низким энергопотреблением. При проектировании новых устройств необходимо соединять различные элементы друг с другом, как и в обычной схемотехнике, но в магнонной вместо проводов используются магнитные волноводы. Ранее предполагали, что волноводы могут немного влиять на снижение интенсивности при передаче сигнала от элемента к элементу.
Исследователи из МФТИ, ИРЭ и СГУ показали, что влияние соединительных элементов более значимо. Если не угадать с параметрами геометрии, весь сигнал может быть потерян. Основная причина этого — интерференция спиновых волн. Ведь волноводы очень маленькие — порядка десятков нанометров, в таких масштабах надо учитывать квантовые свойства сигнала. Учёные решали оптимизационную задачу, как построить наиболее эффективный волновод для устройств магнонной логики.
Они создали теорию и математическую модель, описывающую распространение волн в наноразмерных волноводах. Для этого Дмитрий Калябин, ответственный исполнитель лаборатории терагерцовой спинтроники МФТИ, адаптировал ранее существовавшие в коллективе наработки для акустики на случай магнитных волн, а его коллегам из Саратова удалось создать прототип и с помощью Бриллюэновской спектроскопии показать, что расчёты оказались верны.