Investigadores del Instituto de Física y Tecnología de Moscú, Instituto Kotelnikov de Ingeniería de Radio y Electrónica, y N.G. La Universidad Estatal Chernyshevsky Saratov ha demostrado que los elementos de acoplamiento en los circuitos lógicos magnónicos son tan cruciales que una guía de ondas mal seleccionada puede provocar una pérdida de señal. Los físicos desarrollaron un modelo paramétrico para predecir la configuración de la guía de ondas que evita la pérdida de señal, construyó un prototipo de guía de ondas, y probó el modelo en un experimento. Su artículo fue publicado en el Revista de física aplicada .

El objetivo subyacente de la investigación sobre lógica magnónica es crear elementos de circuitos alternativos compatibles con la electrónica existente. Esto significa desarrollar elementos completamente nuevos, incluyendo procesadores de señal más rápidos con bajo consumo de energía, que podría incorporarse a la electrónica actual.

Al diseñar nuevos dispositivos, varios componentes están integrados entre sí. Sin embargo, Los circuitos magnónicos se basan en guías de ondas magnéticas en lugar de cables para esto. Los investigadores conjeturaron previamente que las guías de ondas podrían tener un efecto adverso sobre la intensidad de la señal en la transmisión de un componente a otro.

El reciente estudio de los físicos rusos ha demostrado que las guías de ondas tienen un efecto mayor de lo previsto. De hecho, resulta que una geometría de guía de ondas mal elegida puede resultar en una pérdida completa de la señal. La razón de esto es la interferencia de la onda de giro. Las guías de onda son componentes extremadamente en miniatura, midiendo centésimas de micrómetro, y en esta escala, es necesario tener en cuenta la cuantificación lateral de la señal.

Los investigadores trabajaron en un problema de optimización:¿cómo se diseña una guía de ondas para circuitos magnónicos para garantizar la máxima eficiencia? El equipo desarrolló una teoría y un modelo matemático para describir la propagación de ondas en guías de ondas nanométricas. Para tal fin, el investigador principal Dmitry Kalyabin del Laboratorio de Espintrónica Terahertz de MIPT, adaptó los resultados anteriores del equipo desarrollados para sistemas acústicos para hacer girar ondas.

Sus colegas en Saratov luego crearon un dispositivo prototipo y verificaron los cálculos de Kalyabin utilizando un método conocido como espectroscopía de Brillouin. Esta técnica implica hacer una "instantánea" de la distribución de magnetización en una muestra después de su exposición a la luz láser. La distribución observada de esta manera se puede comparar con las predicciones teóricas.

"Inicialmente teníamos como objetivo construir un modelo que permitiera calcular las características de rendimiento de una guía de ondas antes de que se hiciera realmente. Nuestra expectativa era que la optimización de la forma de la guía de ondas maximizaría la eficiencia de transmisión de la señal. Pero nuestra investigación reveló que los efectos de la interferencia eran mayores de lo previsto, con parámetros subóptimos que a veces hacen que la señal se pierda por completo, "dijo Sergey Nikitov, el director del Laboratorio de Espintrónica de Terahercios y miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia.

Aunque los autores del artículo utilizaron el ejemplo de una guía de ondas ferromagnética estrecha que se estrecha para demostrar cómo funciona su modelo, es aplicable a toda la gama de tipos de guías de ondas que se utilizan actualmente.