Лаборатория «Спин-фотоника»

Планируемые результаты:

1. Будет разработана всесторонняя теория для качественно понятного и количественно корректного описания процессов распространения линейных и нелинейных спиновых волн и механизмов передачи крутильного момента в диэлектрических и проводящих средах из слоев ФМ и АФМ нанометровых толщин. 

2. Будут изготовлены гибридные наногетероструктуры ФМ/АФМ/Pt и исследованы их свойства, включая измерения коэффициента передачи спинового тока через диэлектрические слои АФМ. 

3. Будет разработана теория нано-осциллятора с передачей крутильного момента на основе использования диэлектрических АФМ, которая будет давать количественную оценку для величин пороговых токов, необходимых для генерации терагерцового излучения, а также для частот генерации, для предельных амплитуд излучения и для уровня генерированного фазового шума. Будет развита теория возбуждения магнитных колебаний в АФМ при одновременном действии на структуру электрического тока и оптических лазерных импульсов фемтосекундной/пикосекундной длительности. Будет развита теория неравновесного электронного газа в магнитных средах из ФМ и АФМ проводящих нанослоев, и механизмов передачи спинового тока в них. Будут разработаны и изготовлены гибридные наноструктуры AФМ/Pt, AФМ/ФМ, АФМ/топологический изолятор, в интересах создания генераторов и приемников терагерцового излучения. 

4. Будут разработаны и изготовлены прототипы гибридных наноустройств для создания модуляторов ТГц излучения с использованием поверхностных акустических волн и механического напряжения. Будет вычислено акустомагнитное взаимодействие в магнитных средах из тонких нанослоев АФМ/пьезоэлектрик. Будет разработана теория управляемой электрическим напряжением магнитной анизотропии в АФМ, изготовлены нанослои АФМ, состояние которых управляется электрическим напряжением. Будут разработаны квазипассивные резонансные приемники терагерцового излучения, основанные на ФМ и АФМ гетероструктурах, в интересах разработки передовых цифровых интеллектуальных производственных технологий. 

5. Будут разработаны и изготовлены ФМ и АФМ волноводы, связывающие несколько нано-осцилляторов с передачей крутильного момента на основе использования магнитных сред из АФМ диэлектрических материалов. Будет развита теория механизма синхронизации нано-осциллятора с передачей крутильного момента на основе АФМ сред. Будут разработаны и изготовлены ФМ и АФМ магнонные логические устройства. Будет развита концепция антиферромагнитного магнонного нейроморфного процессора для новых энергоэффективных вычислительных систем обработки больших объемов данных и искусственного интеллекта.