Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) совместно с зарубежными коллегами открыли бесполевой сверхпроводниковый диодный эффект (СДЭ) в тонкопленочных многослойных системах на основе стека «сверхпроводник/ферромагнетик». Данный эффект может быть использован для создания энергонезависимой памяти и энергоэффективных электронных схем. Подобная электроника может применяться в создании электронных устройств для космической отрасли, работающих в условиях сверхнизких температур. Исследование проводится в рамках программы «Приоритет 2030» по стратегическому направлению развития ДВФУ «Физика и материаловедение», а его результаты опубликованы в одном из престижных научных изданий мира — Nature Nanotechnology. Об этом передает ДВ-РОСС со ссылкой на ДВФУ.

Ученые ДВФУ, используя нецентросимметричные многослойные пленки со стеком «сверхпроводник/ферромагнетик», выявили сверхпроводниковый диодный эффект, полярностью которого можно управлять без приложения внешнего магнитного поля, а через контроль направления намагниченности в ферромагнитных слоях. В дальнейшем электронику с таким эффектом можно будет применять при создании суперкомпьютеров, высокотехнологичных медицинских, космических и промышленных устройств.

«Наша международная исследовательская команда работает над изучением новых физических явлений, возникающих на стыке магнетизма и сверхпроводимости. В своей работе мы впервые продемонстрировали возможность переключения направления сверхтока без использования внешнего магнитного поля. Это поможет упросить создаваемые функциональные элементы вычислительных и запоминающих устройств. Одним из препятствий, которые стоят на пути к реализации новых электронных приборов, является использование сверхнизких температур, близких к абсолютному нулю. Однако уже сейчас сверхрешетки могут быть использованы для создания электронных компонентов, работающих в космосе. Если говорить про дальнейшие планы, то мы продолжим улучшать характеристики диодов, в том числе с использованием новых материалов», — отметил один из соавторов статьи, проректор по научной работе ДВФУ Александр Самардак.

Предложенный в статье метод нарушения симметрии сверхрешеток — универсален и управляем, что дает основания для разработки и изучения новых материалов с высоким потенциалом практического использования в электронике и электротехнике. Однако микроскопический механизм, с помощью которого СДЭ управляется магнетизмом, все еще неясен, и ожидается, что в будущем он будет установлен как экспериментальными, так и теоретическими подходами.

При поддержке программы мегагрантов национального проекта «Наука и университеты» в ДВФУ создана лаборатория спин-орбитроники мирового уровня. В ней уже сейчас разрабатывают научные и технологические основы нового поколения умной электроники для высокопроизводительных энергоэффективных вычислений и телекоммуникаций. На базе лаборатории планируют реализовать полный технологический цикл: от научно-исследовательских работ до испытаний и, возможно, опытного производства экспериментальных образцов трековой памяти и логических элементов для нового поколения электроники. Здесь же готовят новое поколение высококвалифицированных исследователей. Решаемые в лаборатории задачи полностью соответствуют задачам стратегического направления развития ДВФУ «Физика и материаловедение» в рамках программы «Приоритет 2030».