Des chercheurs de l'Institut de physique et de technologie de Moscou, Institut Kotelnikov d'ingénierie radio et d'électronique, et N.G. L'Université d'État Chernyshevsky Saratov a démontré que les éléments de couplage dans les circuits logiques magnétiques sont si cruciaux qu'un guide d'ondes mal sélectionné peut entraîner une perte de signal. Les physiciens ont développé un modèle paramétrique pour prédire la configuration du guide d'ondes qui évite la perte de signal, construit un prototype de guide d'ondes, et testé le modèle dans une expérience. Leur article a été publié dans le Journal de physique appliquée .

L'objectif sous-jacent de la recherche sur la logique magnénique est de créer des éléments de circuits alternatifs compatibles avec l'électronique existante. Cela signifie développer des éléments complètement nouveaux, y compris des processeurs de signal plus rapides avec une faible consommation d'énergie, qui pourraient être incorporés dans l'électronique actuelle.

Lors de la conception de nouveaux appareils, divers composants sont intégrés les uns aux autres. Cependant, les circuits magnéniques s'appuient sur des guides d'ondes magnétiques plutôt que sur des fils pour cela. Les chercheurs avaient précédemment supposé que les guides d'ondes pourraient avoir un effet négatif sur l'intensité du signal lors de la transmission d'un composant à un autre.

L'étude récente des physiciens russes a montré que les guides d'ondes ont un effet plus important que prévu. En réalité, il s'avère qu'une géométrie de guide d'ondes mal choisie peut entraîner une perte complète du signal. La raison en est l'interférence des ondes de spin. Les guides d'ondes sont des composants extrêmement miniatures, mesurer des centièmes de micromètre, et à cette échelle, la quantification latérale du signal doit être prise en compte.

Les chercheurs ont travaillé sur un problème d'optimisation :comment concevoir un guide d'ondes pour circuits magnétiques afin d'assurer une efficacité maximale ? L'équipe a développé une théorie et un modèle mathématique pour décrire la propagation des ondes dans des guides d'ondes nanométriques. À cette fin, chercheur principal Dmitry Kalyabin du laboratoire Terahertz Spintronics du MIPT, adapté les résultats antérieurs de l'équipe développés pour les systèmes acoustiques aux ondes de spin.

Ses collègues de Saratov ont ensuite créé un prototype d'appareil et vérifié les calculs de Kalyabin en utilisant une méthode connue sous le nom de spectroscopie Brillouin. Cette technique consiste à réaliser un « instantané » de la distribution de l'aimantation dans un échantillon suite à son exposition à la lumière laser. La distribution ainsi observée peut alors être comparée aux prédictions théoriques.

« Au départ, nous voulions créer un modèle permettant de calculer les caractéristiques de débit d'un guide d'ondes avant sa fabrication. Notre attente était que l'optimisation de la forme du guide d'ondes maximiserait l'efficacité de la transmission du signal. Mais nos recherches ont révélé que les effets des interférences étaient plus importants. que prévu, avec des paramètres sous-optimaux rendant parfois le signal complètement perdu, " a déclaré Sergueï Nikitov, le chef du laboratoire de spintronique Terahertz et membre correspondant de l'Académie des sciences de Russie.

Bien que les auteurs de l'article aient utilisé l'exemple d'un guide d'ondes ferromagnétique étroit et effilé pour démontrer le fonctionnement de leur modèle, elle s'applique à toute la gamme des types de guides d'ondes actuellement utilisés.