Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Демокритов Сергей Олегович Германия
Номер договора
14.Z50.31.0025
Период реализации проекта
2014-2018

По данным на 30.01.2020

16
Количество специалистов
66
научных публикаций
16
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Специалисты лаборатории ведут работы в области нано-оптики. С некоторых пор нано-оптика использует также динамику волн в магнитных наноструктурах, что создает перспективное поле исследований в области физики магнетизма – магнитную нано-оптику. Основная идея магнитной нано-оптики состоит в понимании распространения волн в магнитных структурах нанометрового размера и разработке методов применения наномасштабных динамических явлений для создания высоко-интегрированных приборов нового поколения для передачи и обработки данных на микроволновых частотах. Основной недостаток магнитной среды как основы для телекоммуникации заключается в ее достаточно высоких естественных потерях. Разработка способов усиления для компенсации потерь позволит создавать магнонные микро- устройства нового поколения.

Название проекта: Магнитные устройства нанооптики с управляемыми потерями и шумами, функционирующие на микроволновых частотах

Приоритет СНТР: а, д


Цели и задачи

Направления исследований: Разработка и исследование устройств магноники, основанных на спин-поляризованных электрических токах и чисто спиновых токах

Цель проекта:

  • Решение задачи компенсации потерь при распространении спиновых волн с использованием чисто спинового тока
  • Исследование наноосцилляторов и других устройств магноники и спинтроники


Практическое значение исследования

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.

Сотрудничество: Университет Мюнстера (Германия), Центр ядерных исследований Сакле (Франция), Калифорнийский университет (США): совместные исследования, научные публикации
Скрыть Показать полностью
Demidov V.E., Urazhdin S., Divinskiy B., Rinkevich A.B., Demokritov S.O.
Nanoconstriction-based Spin-Hall nano-oscillator. Appl. Phys. Lett. 107: 202402 (2015).
Demidov V.E., Urazhdin S., Liu R., Divinskiy B., Telegin A., Demokritov S.O.
Excitation of Coherent Propagating Spin Waves by Pure Spin Currents. Nature Communications 7: 10446 (2016).
Divinskiy B., Demidov V.E., Demokritov S.O., Rinkevich A.B., Urazhdin S.
Route toward High-Speed Nano-Magnonics Provided by Pure Spin Currents. Applied Physics Letters 109(25): 252401 (2016).
Demidov V.E., Urazhdin S., Divinskiy B., Bessonov V.D., Rinkevich A.B., Ustinov V.V., Demokritov S.O.
Chemical potential of quasi-equilibrium magnon gas driven by pure spin current. Nature Communications 8(1): 1579 (2017).
Divinskiy B., Urazhdin S., Demidov V.E., Kozhanov A., Nosov A.P., Rinkevich A.B., Demokritov S.O.
Magnetic Droplet Solitons Generated by Pure Spin Currents. Physical Review B 96: 224419 (2017).
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Современная гидродинамика

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау Российской академии наук

Физика

Черноголовка

Фалькович Григорий Евсеевич

Израиль, Россия

2019-2021

Лаборатория химической физики f-элементов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова"

Физика

Москва

Квашнина Кристина Олеговна

Франция, Россия

2019-2021

Лаборатория анализа данных физики высоких энергий

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет»

Физика

Томск

Цыбышев Дмитрий Евгеньевич

Россия

2018-2020