Ученые из СГУ впервые в мире обнаружили формирование брэгговских резонансов в пластинах периодических ферромагнитных полупроводников. Результаты исследования, опубликованные в журнале Journal of Magnetism and Magnetic Materials, открывают перспективы для разработки компактных и высокоэффективных технологий.
Ферромагнитные полупроводники объединяют свойства магнетиков и полупроводников: они способны намагничиваться без внешнего поля и проводить электрический ток. Такое сочетание характеристик позволяет разрабатывать устройства, которые одновременно компактны и энергоэффективны.
Брэгговские резонансы возникают при отражении волн от периодических структур внутри материала. Как объясняет профессор кафедры нелинейной физики СГУ Мария Морозова, это можно сравнить с отражением света от зеркала, где роль «зеркала» играет система канавок на поверхности полупроводника. Когда длина волны совпадает с параметрами этой структуры, формируются запрещённые зоны, блокирующие определённые частоты.
Уникальность подхода заключается в управлении параметрами материала за счет сочетания магнитных свойств и электронной плазмы, что раньше было недоступно для материалов с постоянной толщиной.
Технология открывает путь к созданию частотно-селективных устройств, которые могут фильтровать, усиливать или блокировать сигналы на определённых частотах. Такие устройства востребованы в:
- спутниковой связи,
- телекоммуникациях,
- радиотехнике, включая сотовые телефоны и Wi-Fi роутеры.
Кроме того, использование спиновых волн вместо традиционных токов позволяет значительно сократить тепловые потери, что особенно важно для энергоэффективных вычислительных систем.
Ученые планируют изучить брэгговские резонансы в условиях сильной нелинейности, где мощность входного сигнала существенно увеличивается. Это откроет возможности для управления характеристиками материалов в микроволновом и гигагерцовом диапазонах частот, создавая высокоскоростные устройства, адаптирующиеся к условиям эксплуатации.
