Для изменения направления намагничивания традиционно используется большой ток, заставляющий электроны вращаться против магнитного поля. Однако это приводит к потерям энергии, что снижает эффективность. Исследователи работали над уменьшением потерь на гистерезис, но новая команда учёных обнаружила, что эти потери могут спонтанно изменять намагниченность, подобно тому, как воздушный шарик реагирует на ветер.
В своих экспериментах они показали, что чем больше потери на спин-решеточную диффузию, тем меньше энергии требуется для переключения намагниченности. Это повысило энергоэффективность в три раза по сравнению с традиционными методами и не требует специальных материалов или сложных устройств, что делает её практичной для промышленного применения.
Технология использует простую структуру, совместимую с существующими полупроводниковыми процессами, что облегчает массовое производство и миниатюризацию. Ожидается, что она найдет применение в полупроводниках для искусственного интеллекта, нейроморфных вычислениях и устройствах с низким энергопотреблением.
Доктор Дон Су Хан отметил, что команда сосредоточилась на использовании потерь как источника энергии для переключения намагниченности и планирует разработку компактных полупроводниковых устройств для искусственного интеллекта.
(Слева) Обычная конструкция, в которой ток проходит через внешнюю часть магнита, создавая спины и направляя их в магнит. Часть спинов теряется при прохождении, и эти потери снижают эффективность переориентации магнита.
(Справа)
Новый метод, предложенный в этом исследовании, заключается в том, что ток проходит непосредственно через магнитный материал, вызывая выход спинов в одном направлении.
Выходящие спины воздействуют на магнитный материал так, как если бы они поступали с противоположного направления, создавая эффект самопереориентации.
Чем больше потерянный спин, тем больше сила, действующая на магнит, и тем легче изменить намагниченность. Источник: Корейский институт науки и технологий (KIST).
Дополнительная информация: Won-Young Choi et al, Magnetization switching driven by magnonic spin dissipation, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-61073-w
Источник: https://phys.org/news/2025-08-loss-energy-principle-enable-ultra.html