Site Loader

404 Cтраница не найдена

Размер:

AAA

Изображения Вкл. Выкл.

Обычная версия сайта

К сожалению запрашиваемая страница не найдена.

Но вы можете воспользоваться поиском или картой сайта ниже

  • Университет

    Майкопский государственный технологический университет – один из ведущих вузов юга России.

    • История университета
    • Анонсы
    • Объявления
    • Медиа
      • Представителям СМИ
      • Газета «Технолог»
      • О нас пишут
    • Ректорат
    • Структура
      • Филиал
      • Политехнический колледж
      • Медицинский институт
        • Лечебный факультет
        • Педиатрический факультет
        • Фармацевтический факультет
        • Стоматологический факультет
        • Факультет послевузовского профессионального образования
      • Факультеты
      • Кафедры
    • Ученый совет
    • Дополнительное профессиональное образование
    • Бережливый вуз – МГТУ
      • Новости
      • Объявления
      • Лист проблем
      • Лист предложений (Кайдзен)
      • Реализуемые проекты
      • Архив проектов
      • Фабрика процессов
      • Рабочая группа «Бережливый вуз-МГТУ»
    • Вакансии
    • Профсоюз
    • Противодействие терроризму и экстремизму
    • Противодействие коррупции
    • WorldSkills в МГТУ
    • Научная библиотека МГТУ
    • Реквизиты и контакты
    • Работа МГТУ в условиях предотвращения COVID-19
    • Документы, регламентирующие образовательную деятельность
    • Система менеджмента качества университета
    • Опрос в целях выявления мнения граждан о качестве условий оказания образовательных услуг
  • Абитуриентам
    • Подача документов онлайн
    • Абитуриенту 2022
    • Экран приёма 2022
    • Иностранным абитуриентам
      • Международная деятельность
      • Общие сведения
      • Кафедры
      • Новости
      • Центр международного образования
      • Академическая мобильность и международное сотрудничество
        • Академическая мобильность и фонды
        • Индивидуальная мобильность студентов и аспирантов
        • Как стать участником программ академической мобильности
    • Дни открытых дверей в МГТУ
    • Подготовительные курсы
      • Подготовительное отделение
      • Курсы для выпускников СПО
      • Курсы подготовки к сдаче ОГЭ и ЕГЭ
      • Онлайн-курсы для подготовки к экзаменам
      • Подготовка школьников к участию в олимпиадах
    • Малая технологическая академия
      • Профильный класс
      • Индивидуальный проект
      • Кружковое движение юных технологов
      • Олимпиады, конкурсы, фестивали
    • Архив
    • Веб-консультации для абитуриентов
    • Олимпиады для школьников
      • Отборочный этап
      • Заключительный этап
      • Итоги олимпиад
    • Профориентационная работа
    • Стоимость обучения
  • Студентам
    • Студенческая жизнь
      • Стипендии
      • Организация НИРС в МГТУ
      • Студенческое научное общество
      • Студенческие научные мероприятия
      • Конкурсы
      • Команда Enactus МГТУ
      • Академическая мобильность и международное сотрудничество
    • Образовательные программы
    • Подготовка кадров высшей квалификации
      • Аспирантура
      • Ординатура
    • Расписание занятий
    • Расписание звонков
    • Онлайн-сервисы
    • Социальная поддержка студентов
    • Общежития
    • Трудоустройство обучающихся и выпускников
      • Информация о Центре
        • Цели и задачи центра
        • Контактная информация
        • Положение о центре
      • Договоры о сотрудничестве с организациями, предприятиями
      • Партнеры
      • Работодателям
        • Размещение вакансий
        • Ярмарки Вакансий
      • Студентам и выпускникам
        • Вакансии
        • Стажировки
        • Карьерные мероприятия
      • Карьерные сайты

        Сегодня Современный Государственный Университет — это один из самых крупных многопрофильных вузов Поволжья, обеспечивающий формирование интеллектуального потенциала и способствующий социально-экономическому развитию региона.

        • HeadHunter
        • Работа в России
        • Факультетус
      • Карьерные возможности для лиц с инвалидностью и ОВЗ
      • Трудоустройство иностранных студентов
    • Обеспеченность ПО
    • Инклюзивное образование
      • Условия обучения лиц с ограниченными возможностями
      • Доступная среда
    • Ассоциация выпускников МГТУ
    • Перевод из другого вуза
    • Вакантные места для перевода
  • Наука и инновации
    • Научная инфраструктура
      • Проректор по научной работе и инновационному развитию
      • Научно-технический совет
      • Управление научной деятельностью
      • Управление аспирантуры и докторантуры
      • Точка кипения МГТУ
        • О Точке кипения МГТУ
        • Руководитель и сотрудники
        • Документы
        • Контакты
      • Центр коллективного пользования
      • Центр народной дипломатии и межкультурных коммуникаций
      • Студенческое научное общество
    • Новости
    • Научные издания
      • Научный журнал «Новые технологии»
      • Научный журнал «Вестник МГТУ»
      • Научный журнал «Актуальные вопросы науки и образования»
    • Публикационная активность
    • Конкурсы, гранты
    • Научные направления и результаты научно-исследовательской деятельности
      • Основные научные направления университета
      • Отчет о научно-исследовательской деятельности в университете
      • Результативность научных исследований и разработок МГТУ
      • Финансируемые научно-исследовательские работы
      • Объекты интеллектуальной собственности МГТУ
      • Результативность научной деятельности организаций, подведомственных Минобрнауки России (Анкеты по референтным группам)
    • Студенческое научное общество
    • Инновационная инфраструктура
      • Федеральная инновационная площадка
      • Проблемные научно-исследовательские лаборатории
        • Научно-исследовательская лаборатория «Совершенствование системы управления региональной экономикой»
        • Научно-исследовательская лаборатория проблем развития региональной экономики
        • Научно-исследовательская лаборатория организации и технологии защиты информации
        • Научно-исследовательская лаборатория функциональной диагностики (НИЛФД) лечебного факультета медицинского института ФГБОУ ВПО «МГТУ»
        • Научно-исследовательская лаборатория «Инновационных проектов и нанотехнологий»
      • Научно-техническая и опытно-экспериментальная база
      • Центр коллективного пользования
    • Конференции
      • Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы науки и образования»
      • VI Международная научно-практическая онлайн-конференция
  • Международная деятельность
    • Иностранным студентам
    • Международные партнеры
    • Академические обмены, иностранные преподаватели
      • Академическая мобильность и фонды
      • Индивидуальная мобильность студентов и аспирантов
      • Как стать участником программ академической мобильности
      • Объявления
    • Факультет международного образования
      • Информация о факультете
      • Международная деятельность
      • Кафедры
        • Кафедра русского языка как иностранного
        • Кафедра иностранных языков
      • Центр Международного образования
      • Академическая мобильность
      • Контактная информация
    • Контактная информация факультета международного образования
  • Сведения об образовательной организации

Физики научились управлять движением магнитных вихрей

Магнитное и электрическое поля взаимосвязаны — первое порождает второе и наоборот. В проводящих электрический ток пленках толщиной несколько ангстрем при воздействии магнитного поля образуются завихрения, называемые скирмионами. Эти объекты в миллионы раз меньше миллиметра и ведут себя так, словно являются настоящими частицами: могут двигаться и отвечать на изменения магнитного поля. Скирмионы обнаружены недавно. А в традиционных магнетиках давно известны другие магнитные возбуждения — магноны (кванты спиновой волны). Магнон — это один перевернутый спин, путешествующий по кристаллу, в котором все остальные спины смотрят в противоположную сторону.

Одним из наиболее интересных и актуальных вопросов в мире магнетизма является поиск режимов взаимодействия магнонов и скирмионов. Эти исследования находятся на стыке двух научных направлений — магноники и скирмионики.

Закон Мура и магноны

Большое число исследований сейчас направлено на решение фундаментальной научной задачи — поиск новых типов носителей и материальных сред для генерации, обработки и передачи сигналов. Как говорят, на создание альтернативной электроники. Согласно международной «дорожной карте» по развитию полупроводниковых технологий, за последние 15 лет выявились границы применимости закона Мура, согласно которому количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые два года. В области цифровых технологий, роботизированных систем и систем обработки данных эта проблема особенно актуальна, поскольку физический предел, когда закон Мура перестает работать, уже достигнут. Не менее важной проблемой при использовании традиционной полупроводниковой элементной базы является высокое тепловыделение, а как следствие необходимость создания охлаждающих станций.

Поэтому актуальной задачей является переход на новую компонентную базу для энергоэффективных систем обработки сигналов на новых физических принципах. Одно из таких направлений — и одно из наиболее перспективных — это магноника, то есть создание новой компонентной базы на основе магнитных возбуждений.

Управление свойствами магнонов возможно в созданных в последнее время многослойных магнонных сетях, представляющих собой топологию планарных связанных магнитных наноструктур. Несомненным преимуществом магнонных сетей является возможность интеграции в полупроводниковые топологии стандартных интегральных микросхем. Это стало возможным благодаря созданию магнитных сред (на полупроводниковых подложках) с малым затуханием спиновых волн, что, в свою очередь, может сыграть ключевую роль в создании устройств нового поколения с повышенной радиационной стойкостью для передовых цифровых систем микроволнового и терагерцового диапазона.

Магноны и скирмионы

Термин «скирмион» введен Тони Скирмом (Tony Skyrme, он конечно, Скайрм, но у нас прижилась буквальная транскрипция) в 1962 году для интерпретации полученного им решения нелинейных уравнений, причем первоначально в теории элементарных частиц. Позднее скирмион проник в физику магнетизма, здесь-то и был обнаружен экспериментально.

Сейчас благодаря прогрессу в технологии изготовления и исследования магнитных структур оказывается возможным не только наблюдать формирование скирмионов в магнитных пленках, но и управлять процессами генерации, распространения и взаимодействия скирмионов друг с другом.

Скирмион является топологическими объектом. Не вдаваясь в высокую терминологию, это означает вот что. Чтобы уничтожить обычный магнон, нужно перевернуть назад всего один спин. Поэтому магноны живут сравнительно недолго. Со скирмионом так не получится, чтобы его извести, надо повернуть огромное количество спинов. Скирмион живет долго, потому что он топологически защищен. Таким образом, скирмион — перспективный кандидат на роль носителя информационного сигнала в спинтронике.

В наших экспериментах двумерный скирмион формируется из трехмерного распределения намагниченности внутри магнитной пленки. Если представить магнитное поле как потоки воздуха, то скирмионы можно сравнить с вихрями, образующимися под действием локальной разности давления. Кроме того, внутри магнитной пленки распространяются и обычные спиновые волны — магноны.

Как и воздушные вихри и просто потоки воздуха, скирмионы и спиновые волны чувствительны к ландшафту под ними. Размер скирмионов во многом определяется свойствами материала, его несовершенствами. Например, возмущение магнитного поля может сформироваться возле небольшой царапины или, наоборот, выступа. Поскольку речь идет об очень маленьких объектах в сверхтонких пленках, точкой, инициирующей создание скирмиона, может стать пара атомов, возвышающихся над основной поверхностью. Одновременно скирмионы могут возбуждаться или управляться и спиновыми волнами.

Можно ли управлять скирмионом

Особенностью топологически стабильных конфигураций является возможность их рождения и существования при комнатной температуре, что позволяет создавать носители информации, работающие быстрее и надежнее современных. Сегодня для хранения данных нужно наложить магнитное поле на участок диска фиксированного размера, задавая тем самым значение 1 или 0 машинного кода. Создание скирмионов меньше этого размера позволит существенно «уплотнить» хранилище.

Но для хранения и манипуляции данными необходимо ответить на вопрос: можно ли управлять магнонами и скирмионами? Попытаемся ответить на него.

Одной из причин возникновения скирмионов является асимметричное взаимодействие Дзялошинского—Мории, ВДМ, (Dzyaloshinskii—Moriya interaction, DMI). Между прочим, существование этого взаимодействия еще в конце 50-х годов предсказал советский (сейчас американский) ученый Игорь Дэялошинский.

ВДМ обусловлено нарушением центральной симметрии в магнитном веществе. Для этого магнитные пленки формируются, например, на подложке тяжелого металла. Недавно было показано, что анизотропией ВДМ можно управлять путем упругого деформирования структуры, что приводит к изменению свойств магнонов, распространяющихся в магнитной пленке. И что очень важно, при изменении величины взаимодействия удается управлять и скирмионами. Более того, можно предположить, что изменение знака ВДМ приведет к переходу от одного топологического состояния к другому — от скирмиона к антискирмиону. Настоящий факт может позволить в ближайшее время наблюдать при комнатной температуре топологический фазовый переход Березинского—Костерлица—Таулеса («Ъ-Наука» писала про этот переход осенью 2016 года, когда за его теорию была присуждена Нобелевская премия).

Скирмионы в компьютерах будущего

Но мало того, что скирмион топологически устойчив. У него есть два направления закрученности (по часовой стрелке и против часовой стрелки) и два направления спина (вверх и вниз). Всего четыре комбинации. А следовательно, на основе магнитных вихрей возможно создание небулевой четырехзначной логики для обработки сигналов. Но даже и без этого, ввиду субнанометровых размеров магнитных пленок и нанометровых размеров самих вихрей ожидается повышение плотности хранения информации. И наконец, за счет управления движением вихрей можно создавать так называемую «беговую память» (racetrack memory). В жестком диске информация регистрируется с вращающегося элемента, а в запоминающем устройстве нового поколения по неподвижной тонкой проволоке мимо считывателя будут пробегать скирмионы. Это позволит обойтись без механически движущихся частей, что ускорит работу и повысит надежность запоминающего устройства.

Скирмионы в лаборатории магнитных метаматериалов

В работе коллектива, в который вошли ученые из лаборатории «Магнитные метаматериалы» Саратовского университета, был исследован спиновый транспорт в многослойных сверхтонких магнитных пленках и процессы формирования в них стабильных скирмионов.

При этом толщины магнитных слоев в пленках имели величину менее одной миллионной доли миллиметра. На уникальной установке мандельштам-бриллюэновской спектроскопии можно увидеть колебания локального магнитного поля. Для этого использовались лазерные источники узконаправленного света в определенном диапазоне длин волн. Луч фокусировали на образце с помощью микрообъектива. Световые частицы теряют часть энергии или, наоборот, приобретают дополнительную после взаимодействия с магнитными волнами. Было показано, что скирмионами можно управлять, воздействуя на них электрическим током.

Однако большой вклад вносит микроструктура материала, по которому идет движение. Даже небольшие царапинки и несовершенства приводят к отклонению магнитных вихрей. Раннее считалось, что скирмион отклоняется от направления управляющего им электрического тока на угол, зависящий от размера завихрения. Международный коллектив исследователей обнаружил, что для скирмионов диаметром от 35 до 825 миллионных долей миллиметра угол остается неизменным и равным 9°. То есть направление движения скирмионов с размерами в изученном диапазоне будет одинаковым. Это открывает новые перспективы для создания управляемых устройств «беговой» памяти с возможностью пространственного разделения скирмионов по размеру, кодирования в их размерах дополнительной информации и возможностью ускоренного обращения к данным, записанным в скирмионах нужного типа.

Conclusion

Так обычно называется завершающий раздел в научных статьях. Здесь это вот что.

С помощью уникальной методики исследования латерального спин-волнового транспорта в ультратонких магнитных пленках с толщинами меньше одного нанометра методом мандельштам-бриллюэновской спектроскопии магнитных материалов удалось провести измерения управляемого спин-волнового транспорта. Разработка методов управления динамикой спиновых волн и скирмионов открывает возможность создания систем обработки информационного сигнала нового поколения. Исследования проводились в лаборатории магнитных метаматериалов Саратовского государственного университета под руководством члена-корреспондента Российской академии наук, профессора, доктора физико-математических наук Сергея Никитова и профессора, доктора физико-математических наук Юрия Шараевского.

Соавторы
В изготовлении ультратонких магнитных структур и проведении измерений движения скирмионов принимали участие сотрудники Школы физики и астрономии и Школы электроники и электротехники университета Лидса (School of Physics and Astronomy, School of Electronic and Electrical Engineering University of Leeds, UK), Национальной физической лаборатории в Тэддингтоне (National Physical Laboratory, Teddington, UK), физического факультета Оксфордского университета (Department of Physics, University of Oxford, UK), Научно-инновационного центра Харуэлл (Harwell Science and Innovation Campus, UK), института Пауля Шеррера (Paul Scherrer Institute, Switzerland), Института

Исследования поддержаны Президентской программой исследовательских проектов Российского научного фонда, грант 18–79-00198

Александр Садовников, руководитель проекта, кандидат физико-математических наук, Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского

Теги

Президентская программа, Физика и космос

Магнитные поля токов

Магнитные поля токов

Линии магнитного поля вокруг длинного провода, который проводит электрический ток образуют концентрические круги вокруг провода. направление магнитное поле перпендикулярно проводу и находится в направлении пальцы твоя правая рука свернулся бы, если бы ты завернули их вокруг провода с вашим большой палец в направлении тока.

Расчет Изгиб тока в петлю
Индекс

Концепции магнитного поля

Токи как источники магнитного поля

 
Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R3 9000
Назад

Магнитное поле бесконечно длинного прямого провода можно получить, применив закон Ампера. Выражение для магнитного поля

Магнитное поле Земли составляет около 0,5 Гс. Проницаемость свободного пространства

Сила магнитного поля между проводами
Индекс

Концепции магнитного поля

Токи как источники магнитного поля

 
Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R3 9000
Назад

Магнитное поле бесконечно длинного прямого провода можно получить, применив закон Ампера. Закон Ампера принимает вид

и для кругового пути с центром на проводе, магнитное поле везде параллельно пути. Подведение итогов становится просто

Постоянная μ 0 — проницаемость свободного пространства.

Расчет

Индекс

Концепции магнитного поля

Токи как источники магнитного поля

 
Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Неф
Назад

6.2: Определение усилителя

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    5446
    • Джереми Татум
    • Университет Виктории

    Мы видели, что электрический ток окружен магнитным полем; а также то, что если провод, по которому течет ток, находится во внешнем магнитном поле, на него действует сила, направленная под прямым углом к ​​току. Поэтому неудивительно, что два проводника с током действуют друг на друга.

    Точнее, если есть два параллельных провода, по каждому из которых течет ток в одном и том же направлении, два провода будут притягиваться друг к другу с силой, которая зависит от силы тока в каждом из них и расстояния между проводами.

    Определение. Один ампер (также называемый ампер) представляет собой постоянный ток, который, протекая по каждому из двух параллельных проводов незначительного поперечного сечения на расстоянии одного метра друг от друга в вакууме , вызывает силу между ними 2 × 10 -7 ньютонов на метр их длины.

    Наконец-то! Теперь мы знаем, что такое ампер, а следовательно, знаем, что такое кулон, вольт и ом. До сих пор мы оставались в состоянии неопределенности. Больше никогда!

    Но вы можете спросить: почему множитель 2 × 10 -7 ? Почему бы не определить усилитель таким образом, чтобы сила была равна 1 Н·м -1 ? Это хороший вопрос, и ответ на него связан с долгой и мучительной историей единиц в электромагнетизме. Я, вероятно, рассмотрю эту историю и различные единицы «CGS» в одной из последующих глав. Короче говоря, потребовалось много времени, чтобы понять, что электростатика, магнетизм и ток электричества были аспектами одних и тех же основных явлений, и в каждой теме развивались разные системы единиц. В частности, так называемая «практическая» единица, amp (определяемый по скорости осаждения серебра из раствора электролита) настолько укоренился, что отказываться от него было нецелесообразно. Следовательно, когда все различные системы электромагнитных единиц были объединены в двадцатом веке (начиная с предложений Георгия, основанных на метре, килограмме и секунде (МКС) еще в 1895 году) в «Международной системе» (СИ), это было определил, что основная единица тока должна быть идентична тому, что всегда было известно как ампер. (Между прочим, множитель 2 не связан с тем, что в определении они являются двумя проводами.) Усилитель — единственная единица СИ, в определение которой включено любое число, кроме «единицы», и это исключение было навязано желание сохранить усилок.

    Предложение, которое будет рассмотрено (и, вероятно, принято) Генеральной конференцией по весам и размерам в 2018 году, будет переопределять кулон таким образом, чтобы величина заряда одного электрона была точно равна 1,60217 x 10 19 C.

    Последний пункт перед тем, как покинуть этот раздел. В первом абзаце я написал: «Поэтому неудивительно, что два проводника с током действуют друг на друга». Тем не менее, когда я впервые узнал, будучи студентом, о взаимном притяжении двух параллельных электрических токов, я был очень удивлен. Причина, по которой это удивительно, обсуждается в главе 15 (Специальная теория относительности) раздела «Классическая механика» этих заметок.


    Эта страница под названием 6.2: Определение усилителя распространяется под лицензией CC BY-NC 4.0 и была создана, изменена и/или курирована Джереми Татумом с использованием исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *