Обработка информационных сигналов в нейроморфных реконфигурируемых многоуровневых магнонных сетях на основе трехмерных решеток магнитных микро- и наноструктур

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-79-00198

НазваниеОбработка информационных сигналов в нейроморфных реконфигурируемых многоуровневых магнонных сетях на основе трехмерных решеток магнитных микро- и наноструктур

Руководитель Садовников Александр Владимирович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" , Саратовская обл

Конкурс №29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-701 - Электронная элементная база информационных систем

Ключевые слова обработка информационных сигналов, магнитные гетероструктуры, магнонные сети, магноника, спинтроника, спиновая волна, бриллюэновская спектроскопия, магнитные микро- и нано-структуры, нерегулярный волновод, связанные спиновые волны

Код ГРНТИ29.19.22

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на решение фундаментальной научной задачи, связанной с поиском новых типов носителей и материальных сред для генерации, обработки и передачи информационных сигналов, организацией вычислений, методов функциональной обработки и хранения информации в распределенных системах микро- и наноразмерных пространственных масштабов на основе латеральных и вертикальных топологий реконфигурируемых магнонных сетей. При этом благодаря реконфигурируемым вертикальным и латеральным связям между спиновыми волнами, планируется разработать магнонный аналог нейросети. При выполнении проекта будут выявлены механизмы и способы управления режимами генерации, динамикой распространения линейных и нелинейных спиновых волн в волноведущих структурах, созданных на основе пространственно-локализованных неоднородностей в ферромагнитных средах, в том числе реконфигурируемых лазерным излучением. В результате выполнения проекта будут разработаны экспериментальные макеты решеток магнитных микро- и наноструктур и проведено теоретическое и экспериментальное исследование возможности управления характеристиками спиновых волн как радиофизическими методами, так и методами Бриллюэновской спектроскопии. Построены феноменологические волновые модели, проведено сравнение теоретических результатов с экспериментальными данными. Масштаб решаемых фундаментальных задач охватывает информационно-телекоммуникационные системы, физику магнитных явлений, радиофизику. Результаты решения поставленных задач могут быть использованы для создания элементной базы на основе магнонных сетей для нового поколения энергоэффективных функциональных устройств обработки информации: линий задержки, фильтров, интерферометров, переключателей, мультиплексоров, демультиплексоров, транзисторов, конвольверов, мажоритарных логических вентилей, частотно-избирательных ограничителей, ответвителей и корректоров отношения сигнал-шум.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Садовников А.В., Одинцов С.А., Шешукова С.Е., Шараевский Ю.П., Никитов С.А. Nonlinear lateral spin-wave transport in planar magnonic networks IEEE Magnetics Letters, IEEE Magnetics Letters, 9, 1-5, 2018 (год публикации - 2018)
10.1109/lmag.2018.2874349

2. Финицио С., Винц С., Цейслер К., Садовников А.В., Мэйр С., Никитов С.А., Мароуз К., Рабе Й. Dynamic Imaging of the Delay- and Tilt-Free Motion of Néel Domain Walls in Perpendicularly Magnetized Superlattices Nano Letters, Nano Letters (год публикации - 2018)
10.1021/acs.nanolett.8b04091

3. Одинцов С.А., Садовников А.В. Нелинейные режимы спин-волновой связи в системе неидентичных магнонных структур Известия высших учебных заведений. Прикладная нелинейная динамика, Том. 26, №6, Изв. вузов. ПНД (год публикации - 2018)

4. Грачев А.A., Одинцов С.А., Садовников А.В. ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ В МНОГОУРОВНЕВОЙ ЛАТЕРАЛЬНОЙ СТРУКТУРЕ НА ОСНОВЕ МАГНИТНЫХ МИКРО- И НАНОВОЛНОВОДОВ Магнитные материалы. Новые технологии: тез. докл. VIII Байкальской Международной конференции. г. Иркутск, 24–28 августа 2018 г. ФГБОУ ВО «ИГУ»; Изд-во ООО «Репроцентр А1», 2018., Магнитные материалы. Новые технологии: тез. докл. VIII Байкальской Международной конференции. г. Иркутск, 24–28 августа 2018 г. ФГБОУ ВО «ИГУ»; Изд-во ООО «Репроцентр А1», 2018. С.183 (год публикации - 2018)

5. В.А. Губанов, А.В. Садовников УПРАВЛЕНИЕ СВОЙСТВАМИ СПИНОВЫХ ВОЛН В РЕКОНФИГУРИРУЕМОМ МАГНИТНОМ МИКРОВОЛНОВОДЕ С НАРУШЕННОЙ ТРАНСЛЯЦИОННОЙ СИММЕТРИЕЙ Сборник трудов XIII Всероссийской конференции молодых ученых (Саратов, 4 – 6 сентября 2018 г.) Саратов Издательство “Техно-Декор” 2018., «НАНОЭЛЕКТРОНИКА, НАНОФОТОНИКА И НЕЛИНЕЙНАЯ ФИЗИКА» Сборник трудов XIII Всероссийской конференции молодых ученых (Саратов, 4 – 6 сентября 2018 г.) Саратов Издательство “Техно-Декор” 2018. ISBN: 978-5-6041624-1-5. C.54. (год публикации - 2018)

6. Губанов В.А., Садовников А.В., Шешукова C.Е., Никитов С.А. Управление свойствами спиновых волн в реконфигурируемом магнонном микроволноводе с нарушенной трансляционной симметрией Труды XXIII Международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника» Нижний Новгород 2019г. т.1. С. 175, Том 1, с.175 (год публикации - 2019)

7. Садовников А.В., Бегинин Е.Н., Грачев А.А., Одинцов С.А., Никитов С.А. Функциональные структуры магноники – исследование методом Мандельштам-Бриллюэновской спектроскопии Труды XXIII Международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника» Нижний Новгород 2019г., т.1. С. 272-273 (год публикации - 2019)

8. А.А. Мартышкин, А.В. Садовников, Е.Н. Бегинин, С.А. Никитов Функциональные блоки магнонных сетей на основе структур с нарушением трансляционной симметрии Журнал технической физики, том 89, выпуск 6 (год публикации - 2019)

9. В.А. Губанов, А.А. Мартышкин, С.Е. Шешукова, А.В. Садовников Управление свойствами спин-волнового транспорта в полукольцевом магнонном микроволноводе Журнал технической физики, том 89, выпуск 6 (год публикации - 2019)

10. А.В. Садовников, А.Г. Грачев, С.А. Никитов Brillouin light scattering study of strain induced landscapes Advances in Brillouin Light Scattering 12-14 Sept., P2-11. Page 79. 2018. (год публикации - 2018)

11. В.А. Губанов, А.В. Садовников Управляемое магнитным полем демультиплексирование на основе вертикального спин-волнового транспорта в системе ортогональных ЖИГ волноводов Материалы международной научно-технической КОНФЕРЕНЦИИ «Актуальные проблемы электронного приборостроения апэп-2018» 27-28 сентября 2018 г, т.1, с. 424-426, т.1, с. 424-426 (год публикации - 2018)
10.1109/APEDE.2018.8542423

12. Садовников А.В., Грачев А.А., Сердобинцев А.А., Шешукова С.Е., Янкин С.С., Никитова С.А. Magnon straintronics as an alternative controllable way of spin-wave computation: strain reconfigurable magnonic-crystal directional coupler IEEE Magnetics Letters, Vol. 10. 5506405 (год публикации - 2019)
10.1109/LMAG.2019.2943117

13. Мартышкин А.А., Одинцов С.А., Губанова Ю.А., Бегинин Е.Н., Шешукова С.Е., Никитов С.А., Садовников А.В. Управляемый спин-волновой транспорт в магнонно-кристаллической структуре с одномерным массивом отверстий Письма в ЖЭТФ (год публикации - 2019)

14. В.А. Губанов, А.А. Мартышкин, С.Е. Шешукова, А.В. Садовников Управление свойствами спин-волнового транспорта в полукольцевом магнонном микроволноводе Журнал технической физики, 2019, том 89, выпуск 11 (год публикации - 2019)
10.21883/JTF.2019.11.48335.147-19

15. А.А. Мартышкин, А.В. Садовников, Е.Н. Бегинин, С.А. Никитов Функциональные блоки магнонных сетей на основе структур с нарушением трансляционной симметрии Журнал технической физики, 2019, том 89, выпуск 11 (год публикации - 2019)
10.21883/JTF.2019.11.48332.112-19

16. К. Цейсслер, С.Финицио, С. Бартон, А.Хакстейбл, Дж. Мэсси, Дж. Раабе, А.В. Садовников, С.А. Никитов, Р. Бреартон, Т. Хешедал, Г.ван дер Лаан, М.С. Розамонд, Э.Х. Линфилд, Дж. Борнелл, Ч.Х. Кабачки Diameter-independent skyrmion Hall angle in the plastic flow regime observed in chiral magnetic multilayers Nature Communications, 1, 428 (2020) (год публикации - 2020)

17. Губанов В.А., Садовников А.В., Шешукова C.Е., Никитов С.А. Управление свойствами спиновых волн в реконфигурируемом магнонном микроволноводе с нарушенной трансляционной симметрией Труды XXIII Международного симпозиума, том 1, с. 175. (год публикации - 2019)

18. Губанов В.А., Садовников А.В. Laser conrol of propagating spin waves in curved magnonic stripe. Book of Abstracts. 3rt International Baltic Conference on Magnetism, Kaliningrad, с. 41 (год публикации - 2019)

19. Губанов В.А., Садовников А.В. Control of laser radiation by the dynamics of spin waves in a curved YIG microwaveguide VII Euro-Asian Symposium «Trends in MAGnetism», v.1, p.194. (год публикации - 2019)

20. В.А. Губанов, А.В. Садовников, C.Е. Шешукова Формирование градиентов намагниченности в нерегулярных магнонных структурах. VIII Всероссийская научно-технической конференции «Электроника и микроэлектроника СВЧ», т.1, с. 352-353. (год публикации - 2019)

21. Губанов В. А., Садовников А. В. Управление лазерным излучением в u-образном магнонном микроволноводе. Сборник докладов 22-ой Всероссийской молодежной научной школе-семинаре “Актуальные проблемы физической и функциональной электроники”, с.221-223 (год публикации - 2019)

22. Садовников А.В., Грачев А.А., Одинцов С.А., Бегинин Е.Н., Шараевский Ю.П Обработка информационных сигналов в реконфигурируемых многоуровневых магнонных сетях на основе трехмерных решеток магнитных микро- и наноструктур Обработка информационных сигналов в реконфигурируемых многоуровневых магнонных сетях на основе трехмерных решеток магнитных микро- и наноструктур, Т. 1., стр 45-46, г.Саратов, 2019 (год публикации - 2019)

23. Садовников А.В., Грачев А.А.,Одинцов СА, АИ Стогний, Никитова С.А. LATERAL AND VERTICAL SPIN-WAVE TRANSPORT IN MAGNONIC NETWORKS VII Euro-Asian Symposium «Trends in MAGnetism», v.1, p.156-157, Ekaterinburg, 2019 (год публикации - 2019)

24. А.Садовников, С.Никитов LASER-INDUCED CONTROL OF SPIN WAVE PROPAGATION IN ARRAY OF MAGNONIC STRIPES Book of Abstracts. 3rt International Baltic Conference on Magnetism, Kaliningrad, p. 73 (год публикации - 2019)

25. А.В. Садовников, Е.Н. Бегинин, С.Е. Шешукова, Ю.П. Шараевский, А.И. Стогний, С.А. Никитов УПРАВЛЕНИЕ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ СВОЙСТВАМИ СПИНОВЫХ ВОЛН В МАГНОННО-КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ YIG/GAAS Взаимодействие сверхвысокочастотного, терагерцового и оптического излучения с полупроводниковыми микро- и наноструктурами, метаматериалами и биообъектами, Саратов, 2019., с. 191-194 (год публикации - 2019)

26. А.В. Садовников, Е.Н. Бегинин, С.Е. Шешукова, А.И. Стогний,Ю.П.Шараевский, С.А. Никитов Функциональные элементы магнонных сетей на основе гетероструктур YIG/AlOx/GaAs с латеральным и вертикальным спин-волновым транспортом VIII Всероссийская научно-техническая конференция «Электроника и микроэлектроника СВЧ», Санкт-Петербург, 2019, т.1, с. 433-435, (год публикации - 2019)

27. Садовников А. В. УПРАВЛЕНИЕ СПИНОВЫМИ ВОЛНАМИ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ В НЕРЕГУЛЯРНЫХ МАГНОННЫХ СТРУКТУРАХ 22-я Всероссийская молодежная научная школа-семинар “Актуальные проблемы физической и функциональной электроники”, Ульяновск, 2019, т.1, с. 231, (год публикации - 2019)

28. Садовников А.В., Грачев А.А., Одинцов С.А., Бегинин Е.Н., Шараевский Ю.П Magnon straintronics and lateral spin-wave transport insulating based ferrimagnet arrays Joint European Magnetic Symposia Uppsala,Sweden 2019, T.1, p.971-972, (год публикации - 2019)

29. А. В. Садовников, Е. Н. Бегинин, Ю. П. Шараевский, С. А. Никитов ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ МАНДЕЛЬШТАМ-БРИЛЛЮЭНОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ НЕРЕГУЛЯРНЫХ МАГНОННЫХ МИКРО - И НАНОСТРУКТУР «НАНОЭЛЕКТРОНИКА, НАНОФОТОНИКА И НЕЛИНЕЙНАЯ ФИЗИКА», Саратов, 2019, Т.1. с.222-223, (год публикации - 2019)

30. В. А. Губанов, С. Е. Шешукова, А. В. Садовников СПИН-ВОЛНОВОЙ ТРАНСПОРТ В СИСТЕМЕ ОРТОГОНАЛЬНЫХ ЖИГ ВОЛНОВОДОВ НАНОЭЛЕКТРОНИКА, НАНОФОТОНИКА И НЕЛИНЕЙНАЯ ФИЗИКА», Саратов, 2019, Т.1. с.59 (год публикации - 2019)

31. С.Финицио, С. Винц, К. Цейсслер, А.В. Садовников, С. Майр, С.А. Никитов, К. Марроуз, Дж. Раабе Dynamic Imaging of the Delay- and Tilt-Free Motion of Neel Domain ́ Walls in Perpendicularly Magnetized Superlattices Nano Lett. 2019, 19, 1, 375-380 (год публикации - 2019)

Публикации