Лаборатория квантовой наноспинтроники

Научные результаты:

• Реализованы и изучены магнитные наноосцилляторы, питаемые как спин-поляризованным электрическим, так и чисто спиновым током.
• Теоретически предложен и экспериментально подтвержден новый механизм создания чисто спиновых токов на основе нелокального инжектирования. Разработаны магнитные наноосцилляторы, функционирующие на основе нового механизма.
• Продемонстрирована возможность эффективного использования наноосцилляторов как источников спиновых волн для широкого спектра магнонных приборов, работающих на основе различных физических явлений (спиновый эффект Холла, эффект Слончевского и нелокальная спиновая аккумуляция) как в металлических, так и в диэлектрических магнетиках.
• Показана возможность создания ультракоротких спин-волновых пакетов, созданных наноосцилляторами и распространяющихся в наноразмерных магнитных волноводах.
• Для повышения выходной мощности, одного из наиболее важных для применений показателей работоспособности магнитных наноосцилляторов, показана возможность взаимной синхронизации массива наноосцилляторов, питаемых чисто спиновым током, за счет прямого пространственного перекрытия динамических мод.
• Осуществлена почти полная компенсация затухания распространяющихся спиновых волн за счет спинового эффекта Холла в магнетиках. При этом длина распространения спиновых волн увеличена в 10 и более раз.
• Экспериментально и теоретически изучен магнитоэлектрический эффект Зеебека в пленочных структурах на основе железоиттриевого граната и графена.
• Показано, что спиновые волны в железоиттриевом гранате приводят к возникновению постоянного электрического напряжения в графене из-за нарушения условий симметрии на поверхности пленок железоиттриевого граната.

Внедрение результатов исследования:

• Созданы уникальные образцы многослойных ГМС-наноструктур с оптимизированными свойствами, которые используются для разработки и изготовления на предприятии ФГУП «НПО автоматики имени академика Н. А. Семихатова» высокочувствительных сенсоров электромагнитных полей.

• Выполнены научно-исследовательские, опытно-конструкторские и технологические работы совместно с Уральским федеральным университетом.

Образование и переподготовка кадров:

• Ежегодное проведение Всероссийской школы-семинара молодых ученых по физике конденсированного состояния.

• Защиты: 2 докторские диссертации, 6 кандидатских диссертаций.

• Разработаны образовательные курсы для российских вузов, в первую очередь для Уральского федерального университета.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

• Выделены 8 помещений общей площадью 180 кв. м. для организации экспериментальных работ и размещения научных сотрудников и аспирантов.

• Введены в эксплуатацию установка мандельштам-бриллюэновского рассеяния света и ТГц-спектрометр, которые вошли в состав Центра коллективного пользования Института физики металлов имени М. Н. Михеева УрО РАН.

• Испытательный центр нанотехнологий и перспективных материалов Института физики металлов имени М. Н. Михеева УрО РАН оснащен современным оборудованием, в частности для синтеза тонкопленочных структур, оптической литографии, электронной просвечивающей и сканирующей микроскопии, широкого круга магнитных измерений, для рентгеноструктурного анализа, механических испытаний, химического анализа и т. д.

Другие результаты: Результаты работы сотрудников Лаборатории квантовой наноспинтроники и исполнителей мегагранта неоднократно были отмечены первой премией на ежегодной сессии докладов лучших достижений Института физики металлов имени М. Н. Михеева УрО РАН.