Ученые разрабатывают принципы создания «акустического диода»

В исследованиях, опубликованных в журнале Science Advances, группа, возглавляемая учеными из Центра RIKEN по исследованию новой материи (CEMS), использовала принцип магнито-вращательной связи для подавления передачи звуковых волн на поверхности пленки в одном направлении, позволяя им перемещаться в другом.

Это может привести к разработке акустических выпрямителей-устройств, позволяющих волнам преимущественно распространяться в одном направлении, с возможностью их применения в коммуникационных технологиях.

Акустические диоды

Устройства, известные как выпрямители, играют чрезвычайно важную роль в разработке технологий. Наиболее известными являются электронные диоды, которые используются для преобразования переменного тока в электричество постоянного тока, по сути дела дела делая возможной электрификацию.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

В настоящем исследовании группа исследовала движение акустических поверхностных волн - движения звука, похожего на распространение землетрясений по поверхности Земли - в магнитной пленке. Существует взаимодействие между поверхностными акустическими волнами и спиновыми волнами, возмущения в магнитных полях внутри материала, которые могут перемещаться через материал.

Акустические поверхностные волны могут возбуждать спиновые волны двумя способами. Первый способ - магнитоупругое соединение - очень хорошо документирован. Однако второй способ, магнито-вращательная связь, был предложен более 40 лет назад Садамичи Маекавой, одним из авторов настоящего исследования, но до сих пор экспериментально не проверен.

В настоящем исследовании авторы обнаружили, что два механизма происходят одновременно, но с разной интенсивностью. Они обнаружили, что при намагничивании магнитного образца, вращающегося в одном направлении с поверхностными акустическими волнами, энергия акустических поверхностных волн более эффективно передается на спиновые волны, увеличивая вращение намагниченности. Фактически, исследователям удалось определить конфигурацию однонаправленной связи, в которой энергия поверхностных акустических волн в одном направлении может передаваться только на вращение намагниченности. Они также заметили, что этот ректификационный эффект более выражен, когда на магнитном материале проявляется магнитная анизотропия, т.е. предпочтительное направление внутреннего намагничивания существует еще до применения внешнего магнитного поля.

Мингран Сюй из RIKEN CEMS, первый автор статьи, говорит: "Было очень интересно показать, что явление магнито-вращательной связи действительно имеет место, и что с ее помощью можно полностью подавить движение акустической энергии в одном направлении".

Хорхе Пуэбла, также из RIKEN CEMS, говорит: "Мы надеемся, что с помощью этой работы мы сможем создать "акустический диод", эквивалентный электрическим диодам, которые так важны. Мы могли бы относительно легко сделать устройство, в котором акустическая энергия эффективно передается в одном направлении, но блокируется в другом. Это происходит на частотах микроволн, которые представляют интерес для технологии связи 5G, поэтому поверхностные акустические волны могут быть интересным кандидатом для этой технологии". опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet