office@icp.ac.ru
+7 496 522-51-64
|
Представьте, что вы пытаетесь удержать мяч на вершине холма, но случайные порывы ветра постоянно сбивают его вниз. Примерно так ведут себя магнитные состояния в синтетических ферримагнетиках под действием тепловых колебаний. В исследовании, посвящённом структуре GdFeCo/Ir/GdFeCo, учёные обнаружили удивительное явление: вместо чёткого переключения между состояниями в критическом магнитном поле материал демонстрирует хаотичные «перевороты» намагниченности с непредсказуемыми задержками. Основная идея исследования заключается в том, что при наличии магнитного поля, близкого к критическому значению, происходит случайное переключение между четырьмя стабильными состояниями магнетизации: P+, AP+, AP− и P−. Эти состояния соответствуют двум параллельным (P+, P−) и двум антипараллельным (AP+, AP−) направлениям магнетизации толстого и тонкого слоев GdFeCo.  Вместо мгновенного перехода между состояниями учёные зафиксировали «задержанные» переключения. Время между ними варьировалось случайным образом — как будто материал ждал подходящего толчка. Оказалось, этим толчком служат тепловые флуктуации. Они создают микроскопическую область с обратной намагниченностью («зародыш»), которая затем быстро захватывает весь материал. Чем ближе поле к критическому, тем ниже энергетический барьер для такого переворота, что объясняет зависимость эффекта от внешних условий. Ключевая особенность работы — статистический анализ стохастичности процесса. Показано, что вероятность переходов зависит от величины магнитного поля, регулирующего потенциальный барьер для термической активации. Авторы подчёркивают универсальность механизма, который может проявляться и в других гетероструктурах. Открытие важно для разработки магнитных носителей информации, где стабильность состояний критична. Понимание роли термических флуктуаций поможет создавать материалы с контролируемым переключением намагниченности, устойчивым к внешним шумам. Исследование проведено научными сотрудниками ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Максим Бахметьев и Роман Моргунов – группа магнитных и спиновых логических процессов и устройств в коллаборации с коллегой из Российского квантового центра (Сколково) Bakhmetiev M.V., Chernov A.I, Morgunov R.B. // Spontaneous magnetization |
Представьте, что вы пытаетесь удержать мяч на вершине холма, но случайные порывы ветра постоянно сбивают его вниз. Примерно так ведут себя магнитные состояния в синтетических ферримагнетиках под действием тепловых колебаний. В исследовании, посвящённом структуре GdFeCo/Ir/GdFeCo, учёные обнаружили удивительное явление: вместо чёткого переключения между состояниями в критическом магнитном поле материал демонстрирует хаотичные «перевороты» намагниченности с непредсказуемыми задержками.
Основная идея исследования заключается в том, что при наличии магнитного поля, близкого к критическому значению, происходит случайное переключение между четырьмя стабильными состояниями магнетизации: P+, AP+, AP− и P−. Эти состояния соответствуют двум параллельным (P+, P−) и двум антипараллельным (AP+, AP−) направлениям магнетизации толстого и тонкого слоев GdFeCo.
Вместо мгновенного перехода между состояниями учёные зафиксировали «задержанные» переключения. Время между ними варьировалось случайным образом — как будто материал ждал подходящего толчка. Оказалось, этим толчком служат тепловые флуктуации. Они создают микроскопическую область с обратной намагниченностью («зародыш»), которая затем быстро захватывает весь материал. Чем ближе поле к критическому, тем ниже энергетический барьер для такого переворота, что объясняет зависимость эффекта от внешних условий.
Ключевая особенность работы — статистический анализ стохастичности процесса. Показано, что вероятность переходов зависит от величины магнитного поля, регулирующего потенциальный барьер для термической активации. Авторы подчёркивают универсальность механизма, который может проявляться и в других гетероструктурах.
Открытие важно для разработки магнитных носителей информации, где стабильность состояний критична. Понимание роли термических флуктуаций поможет создавать материалы с контролируемым переключением намагниченности, устойчивым к внешним шумам.
Исследование проведено научными сотрудниками ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Максим Бахметьев и Роман Моргунов – группа магнитных и спиновых логических процессов и устройств в коллаборации с коллегой из Российского квантового центра (Сколково)
Bakhmetiev M.V., Chernov A.I, Morgunov R.B. // Spontaneous magnetization
reversal caused by thermal fluctuation in a GdFeCo/Ir/GdFeCo synthetic ferrimagnet. // Journal
of Physics D: Applied Physics, V. 58, N. 17, p.175001, 18 March 2025 Q-1, IF = 3,1