Спиновые волны способны имитировать свойства графена // Фото: yale.edu .
Открытие поспособствует значительному уменьшению микроволновых устройств связи в размерах, вплоть до нескольких микрометров. Результаты исследования опубликованы в издании “Physical Review X”, выпускаемом Американским физическим обществом.
Неожиданная связь
Американские учёные связали две, казалось бы, не связанные между собой области физики, продемонстрировав, что магнитные волны могут имитировать поведение электронов в графене. Этого удалось добиться вследствие создания магнонного кристалла – магнитного материала с повторяющимся узором, контролирующим движение спиновых волн.
После того, как группа исследователей команда рассчитала, как спиновые волны проходят через эту структуру, она обнаружила, что энергия и движение волн подчиняются тем же математическим уравнениям, что и электроны графена.
Также расчёты позволили выявить девять различных энергетических зон для спиновых волн, некоторые из которых ведут себя подобно безмассовым электронным волнам графена. Другие, в свою очередь, соответствуют локализованным состояниям и даже демонстрируют топологические эффекты. Эти явления могут приводить к очень устойчивому переносу волн.
Практическое применение в устройствах связи
По мнению исследователей, это открытие может найти практическое применение в микроволновых технологиях, используемых в беспроводных и сотовых сетях. Одним из таких устройств является микроволновый циркулятор, который позволяет микроволновым радиосигналам распространяться только в одном направлении. Обычно они достаточно громоздки, но разработанная система способна уменьшить микроволновые устройства в сотни раз и значительно упростить их размещение.
