| Название НИОКТР |
Хопфионы в объёмных гелимагнетиках
|
| Аннотация |
Магнитные технологии используются при создании датчиков, генераторов радиоволн, радиочастотных фильтров, устройств хранения, передачи и обработки цифровой информации. Большинство этих приложений так или иначе связаны с объектами, называемыми "топологическими солитонами". Одномерные магнитные топологические солитоны -- доменные границы играют определяющую роль в формировании высокой чувствительности магнетика к изменениям внешнего магнитного поля (важной для создания магнитных датчиков, трансформаторов, антенн). Двумерные солитоны -- цилиндрические магнитные домены (скирмионы) позволили в своё время создать системы полностью магнитной обработки цифровой информации, устойчивые к отключению питания и воздействию радиации. Другой вид двумерных солитонов -- магнитные вихри, являются ключевым элементом новых технологий магнитных запоминающих устройств с прямым доступом (MRAM), нано-генераторов радиоволн (использующихся для создания дополнительных беспроводных каналов связи внутри микросхем), и даже нейроморфных систем с беспроводной связью между нейронами [Nature 563 (7730), 230 (2018)]. Список можно продолжать, но важно отметить, что большинство современных приложений магнетизма (спинтроники, магноники) -- фактически двумерны и основываются либо на плёночных технологиях, либо на использовании планарных магнитных наноструктур. В далёкой перспективе, данный проект нацелен на развитие _трёхмерных_ магнитных технологий, что открывает принципиально новые возможности для масштабирования характеристик таких устройств. В ближайшей, посвящён изучению _трёхмерных_ топологических солитонов в векторном поле намагниченности, которые получили название хопфионов по имени Хайнца Хопфа, первым построившего топологически нетривиальное отображение сферы на сферу.
Предметом предлагаемых исследований являются хопфионы в гелимагнетике, описываемом классическим микромагнитным гамильтонианом. В основе лежит опубликованная ранее полу-аналитическая модель [Physica D 443 133561 (2023)], позволяющая исследовать стабильность хопфионной фазы на магнитной фазовой диаграмме с учётом эффектов изотропного обмена, внешнего поля, одноосной магнитной анизотропии, хирального взаимодействия Дзялошинского-Мория (принципиально важного для стабилизации хопфионов) и дальнодействующего диполь-дипольного взаимодействия. Задачи перед собой мы ставим две: 1) усовершенствовать вариационную модель и её численную реализацию, нанести на магнитной фазовую диаграмму область существования и равновесия хопфионов во всём пространстве параметров рассматриваемого классического гамильтониана; 2) рассчитать влияние хопфионов на различные доступные для измерения величины (напр. свойства рассеянных ими электромагнитных волн) для разработки новых методов обнаружения и характеризации хопфионов. Обе эти задачи требуют аналитического подхода. Первая, из-за очень высоких (практически недостижимых) требований к вычислительным ресурсам при прямом численном подходе к соответствующей трёхмерной микромагнитной задаче (особенно, с учётом того, что решать для трассировки фазовой диаграммы её необходимо многократно). Вторая, из-за сложности расчёта производных измеряемых физических величин, для которого равновесная структура хопфиона выступает лишь в качестве отправной точки и её аналитическое задание является необходимым условием для выполнения дальнейших расчётов. В обоих случаях, на сегодняшний день альтернативы нашему полу-аналитическому подходу (способной учесть все параметры микромагнитного гамильтониана при решении трёхмерной микромагнитной задачи с высоким разрешением) не существует, что гарантирует новизну полученных в процессе выполнения проекта результатов.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
3000.0
|
| Дата начала |
2025-01-01
|
| Дата окончания |
2026-12-31
|
| Номер контракта |
25-22-00076
|
| Дата контракта |
2024-12-26
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
548:537.621 538.955-405 539.21:537.621
|
| Количество просмотров |
14
|
| Руководитель работы |
Метлов Константин Леонидович
|
| Руководитель организации |
Головчан Алексей Витальевич
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ДОНЕЦКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. А.А. ГАЛКИНА"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-09-03 08:13:51 UTC, 2025-09-03 08:13:51 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области физики
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
микромагнетизм; топологические солитоны; хопфионы; хиральные магнетики
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.19.37 - Теория магнитных свойств твердых тел
|
| 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 |
—
|
