Теоретические и физико-технологические основы элементной базы спинтроники, мехатроники и магноники на основе новых функциональных материалов

Для создания нового поколения устройств СВЧ и терагерцовой электроники на элементной базе магноники, мехатроники и спинтроники необходимо провести фундаментальные исследования: физических свойств волн различной природы, распространяющихся в магнитных, магнитооптических, магнитоупругих, пьезоэлектрических и др. структурах; эффекты возникающие в таких структурах (обратный спиновый эффект Холла, ферромагнитный резонанс, спин-зарядовые явления, ферромагнитный псевдорезонанс, псевдоферромагнитный резонанс, экситонная люминесценция, ферромагнетизм, антиферромагнетизм, обменное взаимодействие, обратная связь, отрицательная спиновая температура, лазерные импульсы, механические напряжения, магнитоупругий резонанс, эффект памяти формы, магнитокалорический эффект, эластокалорический эффект, эффект Фарадея, эффект Керра сверхпроводимость, сверхупругость). При выполнении проекта предполагается получение ряда научных результатов. В том числе: - Решение задачи о спектре нормальных мод спиновых волн ансамбля магнитных наночастиц во внешнем магнитном поле для различных топологий расположения и различных видов упорядочения магнитных моментов. - Теория переноса крутильного момента в наногетероструктурах, содержащих магнитные изоляторы и немагнитные металлы с сильным спин-орбитальным взаимодействием. - Методика и экспериментальная установка с реализацией метода высокоскоростной фотографии для регистрации динамических доменов и выявления динамических механизмов переключения намагниченности. - Данные о магнитных параметрах плёнок ЖИГ различной степени легирования, таких как эффективная намагниченность, константа неоднородного обмена, магнитоупругая константа и др. - Технология роста оксидных пленок и изучение спинового тока, протекающего через границу раздела 3d-5d материалов с сильным спин-орбитальным взаимодействием. - Теоретические и экспериментальные данные о влиянии спин-поляризованного тока на магнитные состояния ферромагнитных и антиферромагнитных слоёв и на релаксационные процессы в магнитных нанопереходах при спин-инжекционной генерации излучения ТГц диапазона. - Методика и экспериментальная установка для исследования пико- и фемтосекундных процессов в материалах и наноструктурах спинтроники методом накачки/зондирования с использованием лазерных импульсов с регулируемой длительностью импульса от десятков фемтосекунд до единиц пикосекунд. - Модернизированная установка накачки/зондирования для получения терагерцовых импульсов и использования их для возбуждения быстропротекающих процессов в материалах и наноструктурах спинтроники. - Определение влияния сильного спин-орбитального взаимодействия на величину спинового тока через границу ферромагнетик-нормальный металл. - Методика и экспериментальная установка для исследования новых физических эффектов в материалах для спинтроники, мехатроники, калоритроники в магнитных полях до 10 Тл в температурном интервале 3-300 К.