Spin Hall nano-ossillyatorları (SHNO) spin dalğasının avtomatik salınımları vasitəsilə birbaşa cərəyanı yüksək tezlikli mikrodalğalı siqnallara çevirən nanoölçülü spintronik cihazlardır. Bu, dövri xarici qüvvəyə ehtiyac olmadan öz-özünə davam edən qeyri-xətti maqnitləşmə rəqslərinin bir növüdür.

Nəzəri və simulyasiya tədqiqatları aşkar etdi ki, spin dalğalarının avtomatik salınım bölgəsi ilə məhdudlaşmaq əvəzinə materiallar arasında hərəkət etdiyi spin dalğa rejimlərinin yayılması SHNO-lar arasında əlaqəni inkişaf etdirə bilər.

Bu birləşmə, öz növbəsində, bu cihazlarda salınımların vaxtını tənzimləmək üçün istifadə edilə bilər ki, bu da neyromorfik hesablama sistemlərinin və digər spintronik cihazların inkişafı üçün əlverişli ola bilər.

İsveçin Göteborq Universitetinin və Yaponiyanın Tohoku Universitetinin tədqiqatçıları Nature Physics jurnalında dərc olunan məqalədə SHNO-dan SHNO-ya birləşmənin belə spin dalğası ilə vasitəçiliyini eksperimental olaraq nümayiş etdiriblər. Onların tədqiqatı həmçinin SHNO-lar arasında birləşmənin vaxtını və fazasını gərginliyə nəzarət etməyə necə nail olmağı göstərir.

“Son iki onillikdə bizim qrup (Göteborq Universitetində Prof. Yohan Åkermanın rəhbərlik etdiyi Tətbiqi Spintronics Qrupu) spintronik osilatorlar, onların qarşılıqlı sinxronlaşdırılması və telekommunikasiya, neyromorfik hesablamalar və digər sahələrdə tətbiqlər üzərində işləyir. Bu yaxınlarda Ising maşınları,” Phys.org-a məqalənin ilk müəllifi Akash Kumar bildirib.

“Bu tədqiqat spin Hall nano-ossillyatorlarında (SHNO) yayılan spin dalğalarının kəşfindən ilhamlanıb .”

Əvvəlki tədqiqatların bir hissəsi olaraq, Göteborq Universitetinin komandası W/CoFeB/MgO materialının optimallaşdırılmış nazik təbəqə nümunələrindən istifadə edərək ilk dəfə olaraq SHNO-larda spin dalğalarının yayılmasını həyata keçirə bildi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1738560655&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-phase-tunable-mutual-synchronization-hall.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xNjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90IEEoQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMi4wLjY4MzQuMTYwIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xNjAiXV0sMF0.&dt=1738560655825&bpp=1&bdt=121&idt=132&shv=r20250129&mjsv=m202501280101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738560522%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738560522%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738560522%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7404786923243&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1909&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31089910%2C31090071%2C95350441%2C31090067%2C95347432&oid=2&pvsid=700212816817856&tmod=113969004&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=137

Bu mühüm nailiyyət spin dalğalarının fizikasından istifadə edərək, xüsusilə osilatorlar arasında faza məlumatlarını ötürməklə SHNO-ların qarşılıqlı sinxronizasiyasını dinamik şəkildə idarə etməyə yönəlmiş hazırkı tədqiqatlarının əsasını qoydu.

“Belə nəzarət ayrılmış SHNO cütləri arasında, eləcə də daha uzun zəncirlərdə uzun məsafəli, tək-tək birləşməyə nail olmaq üçün vacibdir” dedi Kumar. “Bu, əvvəllər nümayiş etdirilmiş sistemlərdə görülən ən yaxın qonşu-məhdud birləşmənin maneəsini qırır.”

Təcrübələrini həyata keçirmək üçün Kumar və həmkarları istehsalı asan olan iki SHNO ilə cihazlardan istifadə etdilər. Əvvəlki araşdırmalarına əsaslanaraq, onlar spin dalğalarının yayılması ilə vasitəçilik edilən bu cihazlar arasında qarşılıqlı sinxronizasiyanı nümayiş etdirə bildilər.

“SHNO-lar böyük tezlikli qeyri-xəttilik nümayiş etdirən, 10 nm kimi kiçik ölçülərdə hazırlana bilən və böyük bir ölçülü zəncirlərdə və iki ölçülü massivlərdə qarşılıqlı sinxronizasiya edə bilən çox yönlü osilatorlardır” dedi Kumar. “Bu cihazlardakı spin dalğaları əvvəlki nümayişlərdə olmayan faza və amplituda məlumatlarını bir SHNO-dan digərinə ötürməyə imkan verir.”

Tədqiqatçılar təcrübələrində istifadə etdikləri SHNO cihazlarını ümumi nano-fabrikasiya proseslərindən istifadə edərək yaradıblar. İki cihaz arasında istənilən qarşılıqlı sinxronizasiyaya nail olmaq üçün onlar maqnit anizotropiyasını və aralarındakı ayrılığı diqqətlə tənzimlədilər.

“Biz ilk dəfə elektrik ölçmələrində faza tənzimlənən qarşılıqlı sinxronizasiyanın imzasını müşahidə etdik, burada yüksək tezlikli spektr analizatorlarından istifadə edərək güc spektrinin sıxlığını ölçdük” dedi Kumar.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

“Nəticələrimizi təsdiqləmək üçün daha sonra hər bir osilatorun fazasını birbaşa vizuallaşdırmağa və fərziyyəmizi təsdiqləməyə imkan verən ən müasir qurğumuzdan istifadə edərək mərhələlərlə həll edilmiş Brillouin işıq səpilmə (μ-BLS) mikroskopiya ölçmələrini həyata keçirdik” Araşdırmanın ortaq müəllifi və mikroskopiya ölçmələrinə cavabdeh olan Avinaş Kumar Çaurasiya dedi.

“Nəticələrini daha da təsdiqləmək və osilatorlar arasında fazaya uyğunlaşdırılmış qarşılıqlı sinxronizasiyanın mövcudluğunu təsdiqləmək üçün mən bir sıra mikromaqnit simulyasiyalar apardım” dedi aspirant Viktor Qonzales də məqalənin birinci müəllifi. Bu simulyasiyalar orijinal fərziyyəni təsdiqlədi, SHNO cihazları arasında birləşməni idarə etmək üçün yanaşma potensialını vurğuladı.

“SHNO-lar arasında faza məlumatlarının ötürülməsi bir sıra tətbiqlər üçün çox faydalı olacaq” dedi Kumar.

“Əlavə miqyaslama və gərginlik nəzarəti ilə bu birləşmə SHNO cihazlarının kombinator optimallaşdırma aparat əsaslı hesablama sürətləndiriciləri olan Ising maşınları üçün istifadə edilməsinə imkan verə bilər. Bu maşınlar otaq temperaturunda işləmək potensialına malikdir və həqiqətən nanoskopik ölçülərə malikdir və onları edir. həm praktik, həm də yüksək səmərəlidir”.

Kumar və onun həmkarları tərəfindən aparılan bu son araşdırma, SHNO-lar arasındakı əlaqəni dinamik şəkildə idarə etmək üçün yayılan spin dalğalarından istifadə etmək imkanını vurğulayır. Gələcəkdə o, real dünyadakı optimallaşdırma və hesablama tapşırıqlarını həll etmək üçün daha yaxşı təchiz oluna bilən müxtəlif spintronik cihazların inkişafı üçün yeni maraqlı imkanlar aça bilər.

“Növbəti tədqiqatlarımızın bir hissəsi olaraq, biz çox sayda SHNO-ları daxil etmək üçün sistemi genişləndirməyi və enerjiyə qənaət edən, tələb olunan birləşməyə yerli nəzarəti təmin etmək üçün gərginlik keçidindən istifadə etməyi planlaşdırırıq” dedi Kumar. “Bu irəliləyişlər bu cihazları real dünya tətbiqləri üçün həqiqətən funksional edəcək.”

Daha çox məlumat: Akash Kumar və başqaları, Spin Hall nano-ossillyatorlarında Spin dalğası vasitəçiliyi ilə qarşılıqlı sinxronizasiya və faza tənzimlənməsi, Təbiət Fizikası (2025). DOI: 10.1038/s41567-024-02728-1 .

Jurnal məlumatı: Təbiət Fizikası 

© 2025 Science X Network