Результаты опубликованы в издании Nature Physics.

Команда лаборатории наномагнитных материалов и магноники под руководством Дирка Грундлера добилась этого, воздействуя на наномагниты радиосигналами. Это меняло их состояние с «0» на „1“, то есть позволяло записывать информацию — как в обычной компьютерной памяти, но без нагрева и потерь энергии.

Однако тогда исследователи не могли перезаписывать данные — сигнал не возвращал магниты в исходное состояние. Теперь же, в сотрудничестве с учеными из Пекинского университета, они нашли решение.

Оказалось, что гематит — распространенный минерал на основе оксида железа — ведет себя не так, как другие магнитные материалы.

Все началось с аномалии: исследователи из Китая заметили странные сигналы в платиновой нанопленке на гематите. Они отправили образец в Швейцарию, и там разгадали загадку.

Оказалось, в гематите возбуждаются два типа спиновых волн, а не один, как в традиционных материалах. Это создает интерференцию — волны накладываются друг на друга, и их можно переключать между разными состояниями.

Почему это важно

• Обычные спиновые материалы (например, гранаты иттрия) позволяют записывать данные только в одном направлении.
• Гематит дает полный контроль: можно менять поляризацию волн, а значит, и перезаписывать информацию.

Гематит известен тысячи лет, но его магнитные свойства считались слабыми. Теперь выяснилось, что он превосходит искусственные материалы, созданные для электроники, — говорит Грундлер.

Следующий шаг — проверить, можно ли использовать этот эффект для записи данных в наномагнитах. Если да, это откроет путь к энергоэффективной спинтронике без редкоземельных элементов.

Для науки:

• Открытие нового типа интерференции спиновых волн расширяет понимание магноники.
• Гематит — дешевый и экологичный материал, в отличие от редкоземельных гранатов.

Для технологий:

• Потенциал для сверхбыстрой перезаписи данных без перегрева.
• Возможность создавать устойчивые к помехам устройства для связи и хранения информации.

Для экологии:

• Снижение энергопотребления процессоров и дата-центров.
• Отказ от токсичных материалов в микроэлектронике.

Ранее ученые заявили, что компьютеры нового поколения будут основаны на спиновых волнах.