Офіційний веб сайт

Керування динамікою електромагнітних збуджень в надпровідних та магнітних наноструктурах зі складною геометрією

м10

Представлено Інститутом теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова НАН України

Автор: Кравчук В.П., к.ф.-м.н.,  Волков О.М., к.ф.-м.н., Попов М.О., к.ф.-м.н., Стародуб І.О., к.ф.-м.н.

Авторами отримано загальний вираз для обмінної енергії криволінійних двовимірних плівок та одновимірних дротів довільної форми. Показано, що кривизна та кручення призводить до появи в обмінній енергії відповідно ефективних анізотропії та взаємодії Дзялошинського. Продемонстровано можливість утворення вихор-антивихрової метаречовини в магнітних плівках під дією поперечного спін-поляризованого струму: при густині струму, близькій до критичного значення насичення, виникає стійкий кристал з двома квадратними підґратками - вихровою та антивихровою. Аналітично досліджено власні магнітні збудження феромагнітних резонаторів у формі нескінченно довгого циліндра або трубки еліптичного перерізу та показано гарне узгодження розрахунків з експериментальними даними для нанотрубок та наноциліндрів.

Експериментально вивчено високочастотний магнітоелектричний ефект в композитних наноструктурах складної геометрії, що складалися з механічно зв’язаних феромагнітної та сегнетоелектричної фаз. Отримано функцію густини випроміненої енергії, що виникає внаслідок взаємодії солітона з просторовими неоднорідностями в двовимірному джозефсонівському контакті.

Побудовано залежність повної випроміненої енергії від швидкості солітона. Встановлено залежність струму закріплення солітона на дефектах від ширини контакту. Доведено існування в дискретному середовищі солітонів, що рухаються без випромінювання при певному наборі швидкостей.

Кількість публікацій: 88 статей, в т.ч. за темою роботи 18 статей (15 у- зарубіжних виданнях), загальна кількість посилань на публікації  авторів 397 (згідно базі даних SCOPUS), h-індекс = 4. 

Надіслати коментар

Коментарі

Yaroslaw Bazaliy

In addition to the excellent discussion of the technical merits of this work in the comments above, I would like to point out the following.

This submission represents investigations in an area that is closely connected to both the fundamental questions of condensed matter physics and its applied aspects. All three research areas of the present study are currently well funded in major laboratories of the world in anticipation of technological breakthroughs that may come out of them in the form of novel computer memory and logic devices, as well as more exotic applications, such as quantum computers. While those products are not yet commercially produced, there is a large probability they soon will be. When it happens, companies and countries possessing expertise in the corresponding areas of physics will get important technological advantages. For Ukraine, support of active groups doing research in spintronics and quantum electronics is like a good insurance policy designed to keep the country in the club of technologically capable nations in the rapidly changing modern world.

The high quality of research results nominated for the prize is praised by my colleagues in the comments above. It is also confirmed by publications in the highest quality physics journals – see the Physical Review Letters papers of 2014 and 2015. Importantly, these results are obtained by a group that is based in Ukraine and has members at all stages of their academic careers, from young researchers to senior scientists. Certainly, the group had international collaborators, but the drive for the studies of spatial curvature effects was definitely coming from within. The fact that the efforts of a scientific institution in Ukraine can open a new subfield of research and popularize it worldwide deserves recognition from the government. The Presidential Prize will commend not just the work of young scientists but also the efforts of their senior colleagues. It will show that the governmental bodies are serious about growing and supporting stable, self-reproducing centers of excellence in science and technology.

Yaroslaw Bazaliy,
Associate Professor,
Department of Physics and Astronomy,
University of South Carolina,
Columbia, SC, USA.

Mathias Kläui

I can strongly recommend Dr. Kravchuk for the prize as he is an outstanding researcher with high impact work.
I got to know Dr. Kravchuk during a stay in my lab at the University of Konstanz where his smart contributions immediately set him apart from his peers. His intelligent questions led to interesting discussions from which his deep grasp of the physics was immediately obvious.
In particular recently he has contributed strongly to the emerging field of spin structures and spin dynamics on curved geometries. This field is very exciting as it allows for symmetry breaking leading to chiral spin structures that have novel properties. In systems with inversion asymmetry, new effects and mechanisms emerge. Symmetry breaking can cause leading order spin-orbit interaction effects such as static chiral coupling, which provides increased stability for the resulting small chiral spin structures. Dynamic effects, such as novel spin-orbit torques, can lead to highly efficient low power magnetization manipulation. These effects will be probed in specific promising systems comprising metallic and in particular ultra-low dissipation magnetic insulator systems, where little is known about the microscopic origin of the chiral coupling and the spin-orbit torque effects.
In the recently published high impact work on curvature effects (PRL 112, 257203 (2014)), the effect of curvature could be described as an effective field allowing for an evaluation of possible stable spin structures. In the paper on arxiv:1606.02598, a key contribution to the hot field of skyrmions is provided and in particular it is shown that skyrmions can be stabilized to curved geometries even without a Dzyaloshinskii-Moriya Interaction.

I am particularly impressed by the fact that Dr. Kravchuk carries out mathematical physics work (see publications in J. Phys. A: Math. Theor.) but also work directly relevant to experimental work and applications showing the large and unusual breadth of his research interests. It is clear that Dr. Kravchuk would be an extremely worthy candidate for the prize.

If you have any further questions, do not hesitate to contact me.
Regards,
Mathias Kläui

Олена Гомонай

Цикл наукових праць поєднує в собі передові дослідження в області наномагнетизму та надпровідності, безперечна актуальність яких зумовлена широкими можливостями практичного використання, зокрема, в різноманітних інформаційно-цифрових пристроях, високочутливих вимірювальних приладах, системах передачі та обробки сигналу.
Серед найбільш вагомих результатів, отриманих авторами в даному циклі робіт, слід виділити наступні: побудовано загальну теорію для опису магнітних властивостей низьковимірних криволінійних феромагнетиків (феромагнітних нанодротів та плівок), використовуючи розроблені методи, отримано ряд нових передбачень для властивостей топологічних солітотів у криволінійних системах; передбачено утворення вихор-антивоихрового кристалу у тонких феромагнітних плівках під дією спін-поляризованого струму; описано процес електромагнітного випромінювання при взаємодії солітона з просторовими неоднорідностями різних форм та розмірів в двовимірному джозефсонівському контакті, побудовано залежність випроміненої енергії від швидкості солітону та параметрів домішки, знайдено пороговий струм закріплення солітона на домішці та побудовані вольт-амперні характеристики контактів з різними просторовими неоднорідностями, продемонстровано можливість існування вкладених солітонів в асиметричному масиві точкових джозефсонівських контактів, що рухаються вздовж масиву без випромінювання на певних швидкостях та проявляються у вигляді щілини на вольт-амперних характеристиках.
Також слід зазначити, що всі роботи опубліковані в провідних фахових рейтингових виданнях з високим імпакт-фактором та мають високий індекс цитування, що також свідчить про актуальність досліджень та їх визнання світовим науковим співтовариством.
Підсумовуючи все вищесказане, вважаю, що дана робота є дуже важливою та актуальною, як в області фізики явищ нанометрового масштабу, так і теоретичної фізики загалом, а її автори цілком заслуговують на присудження премії Президента України для молодих вчених у 2016 році.

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.