Российские учёные разработали способ создавать очень маленькие магнитные сигналы с помощью света. Размер такого сигнала оказался в 23 раза меньше участка, который освещает лазер. В будущем разработка может помочь создавать более компактные компоненты для компьютеров нового типа. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

В работе участвовали учёные Российского квантового центра, МГУ, МПГУ и Крымского федерального университета. Они изучали спиновые волны — колебания магнитного состояния вещества, с помощью которых в перспективе можно передавать и обрабатывать информацию.

Спиновые волны рассматривают как один из вариантов развития вычислительной техники. Такие системы могут работать не с электрическим током, как обычные компьютеры, а с изменениями магнитного состояния материала. Чем короче волна, тем меньше может быть компонент, который с ней работает.

До сих пор размер спиновой волны при использовании лазера зависел от размера освещённого участка. Учёные решили обойти это ограничение с помощью прозрачной нанорешётки — тонкого повторяющегося узора на поверхности магнитной плёнки.

В эксперименте лазер освещал участок диаметром около 7 микрометров. При этом нанорешётка позволила получить спиновую волну длиной всего 0,3 микрометра. Расчёты показали, что она может распространяться со скоростью около 1,4 км/с — примерно в десять раз быстрее длинных волн в том же материале.

«Раньше минимальный размер (длину волны) магнитного сигнала задавал световой луч. Теперь его определяет рисунок нанорешётки, который формирует нужный оптический паттерн («оптическую моду») внутри плёнки», — говорит Владимир Белотелов, руководитель научной группы Российского квантового центра и соавтор исследования.

По расчётам учёных, волну можно сделать ещё примерно втрое короче. Для дальнейшего уменьшения её размера потребуется использовать ультрафиолетовый свет. Это может открыть путь к созданию более компактных устройств для передачи и обработки информации.