Используя явление магнитовращательной связи, исследователи смогли полностью подавить движение звуковой энергии в одном направление внутри материала, что открывает возможность создания «акустического диода».
Устройства, называемые выпрямителями, имеют важное значение в развитии технологий. Наиболее известными являются электронные диоды, преобразующие переменный ток в постоянный, без которых электрификация была бы невозможной. Команда из японского Института физических и химических исследований (RIKEN) обнаружила, что звуковые волны можно контролировать аналогичным же образом.
Изучая распространение поверхностных акустических волн в магнитной пленке, они наблюдали их взаимодействие со спиновыми волнами (возмущениями в магнитных полях внутри материала) посредством магнитовращательной связи. Это стало первым экспериментальным подтверждением такого влияния со времени предложения его существования более 40 лет назад.
Команда обнаружила, что данное взаимодействие происходит одновременно с хорошо изученной магнитоупругой связью, но с иной интенсивность. Когда намагниченность образца вращалась в том же направлении, что и поверхностные акустические волны, их энергия передавалась спиновым волнам более эффективно, увеличивая вращение намагниченности.
Фактически, исследователи смогли идентифицировать конфигурацию однонаправленной связи, при которой вращению намагниченности могла передаваться только энергия однонаправленных волн. Они также заметили, что этот эффект выпрямления был более выраженным когда материал проявлял магнитную анизотропию.
По словам ученых, в дальнейшем они намерены использовать эти принципы для создания «акустического диода», в котором звуковая энергия будет передаваться эффективно только в одном направлении и блокируется в другом. Поскольку это происходит на микроволновых частотах, то такие выпрямители можно будет использовать в 5G и других телекоммуникационных технологиях.
Напомним, что в прошлом году инженеры создали первый в мире звуковой проектор, который может отслеживать перемещение конкретного человека и создавать рядом с ним звуковую сферу для передачи индивидуальных аудиосообщений.
текст: Илья Бауэр, фото: Shutterstock
Государство и общество
