Сверхбыстрый спектральный анализ микроволновых колебаний на основе спинтронных осцилляторов
| Название НИОКТР | Сверхбыстрый спектральный анализ микроволновых колебаний на основе спинтронных осцилляторов |
|---|---|
| Аннотация | Спектральный анализ микроволновых колебаний применятся в различных сферах науки и технологий: от массивной радиоизмерительной аппаратуры до компактных радиопеленгаторов и беспилотных систем. Важнейшим узлом современных спектроанализаторов является опорный прецизионный генератор, который должен обеспечивать широкий диапазон перестройки частоты, высокие скорости сканирования и низкие уровни амплитудных и фазовых шумов генерируемых колебаний. Перспективным решением, удовлетворяющим этим требованиям, является спинтронный осциллятор (СО), выполненный на основе магнитных туннельных переходов. Такой осциллятор генерирует высокочастотные колебания в широком диапазоне частот и перестраивается по частоте как магнитным полем, так и электрическим током. При прохождении спинполяризованного электрического тока через магнитный материал электроны с определенной ориентацией спина взаимодействуют с магнитными моментами атомов материала. В результате этого взаимодействия спин электрона может передавать часть своего углового момента магнитным моментам атомов. Этот процесс вызывает изменение ориентации магнитных моментов, что приводит к прецессии и генерации высокочастотных магнитных колебаний. В настоящее время опубликовано только несколько экспериментальных работ, демонстрирующих возможность использования спинтронных осцилляторов для сверхбыстрого (порядка 20 ГГц/с) спектрального анализа в диапазоне частот до 15 ГГц. Целью данного проекта является разработка теории спектрального анализа микроволновых колебаний при использовании в качестве опорного генератора спинтронного осциллятора, а также проведение экспериментальных работ с различными образцами осцилляторов с перспективой к дате окончания проекта создать демонстрационный макет спектроанализатора. Ключевыми задачами в ходе реализации проекта являются: уменьшение критических плотностей тока, при которых возникают автоколебания в СО, внешняя (прямая и косвенная) фазовая синхронизация СО, транзитный (с разверткой по времени) захват СО, различение двухчастотных СВЧ сигналов при спектральном анализе с временной разверткой, исследование предельных значений чувствительности и скорости сканирования спектроанализатора на основе СО. Этот проект будет осуществляться на основе микро- и наноструктур, создаваемых на базе центра коллективного пользования Института физики микроструктур РАН с использованием имеющегося в центре уникального для Российской Федерации оборудования. В Институте радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН будут проводиться экспериментальные работы по исследованию спинтронных осцилляторов в СВЧ диапазоне (до 40 ГГц). Также теоретический отдел ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН будет играть ключевую роль в развитии теории спектрального анализа. Этот проект значительно углубит понимание физики спинтронных осцилляторов, эффектов внешней и взаимной синхронизации таких осцилляторов, а также потенциально может привести к созданию отечественного спектроанализатора с рекордно высокими скоростями сканирования (до 40-50 ГГц/с) в СВЧ диапазоне. |
| Доступ к ОКОГУ исполнителя | False |
| Количество связанных РИД | 0 |
| Количество завершенных ИКРБС | 0 |
| Сумма бюджета | 28000.0 |
| Дата начала | 2025-05-27 |
| Дата окончания | 2028-12-15 |
| Номер контракта | 25-79-20053 |
| Дата контракта | 2025-05-27 |
| Количество отчетов | 4 |
| УДК | 548:537.611.44 |
| Количество просмотров | 3 |
| Руководитель работы | Ползикова Наталья Ивановна |
| Руководитель организации | Никитов Сергей Аполлонович |
| Исполнитель | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ ИМ. В.А.КОТЕЛЬНИКОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК |
| Заказчик | Российский научный фонд |
| Федеральная программа | Отсутствует |
| Госпрограмма | — |
| Основание НИОКТР | Грант |
| Последний статус | 2025-12-04 20:12:05 UTC, 2025-12-04 20:12:05 UTC |
| ОКПД | Нет |
| Отраслевой сегмент | — |
| Минздрав | — |
| Межгосударственная целевая программа | — |
| Ключевые слова | спектральный анализ; спинтроника; синхронизация; спинтронные осцилляторы; автоколебания; транзитный захват; полоса синхронизации |
| Соисполнители | — |
| Типы НИОКТР | Фундаментальное исследование |
| Приоритетные направления | — |
| Критические технологии | — |
| Рубрикатор | 29.19.39 - Ферромагнетики; 29.19.43 - Антиферромагнетики и слабый ферромагнетизм; 29.19.36 - Спиновая электроника (спинтроника) |
| OECD | — |
| OESR | Физика конденсированного состояния (включая физику твердого тела, сверхпроводимость) |
| Приоритеты научно-технического развития | а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта; |
| Регистрационные номера | — |