Шляхом об'єднання надпровідника і ферромагнетика отримали метаматеріал, який знайде застосування в магноніці.
Магноніка, яка, можливо, прийде на зміну звичній електроніці, використовує для передачі та обробки інформації спинові хвилі або магнони - гармонійні коливання орієнтації магнітного моменту. У ферромагнетиці магнітні моменти електронів (спини) впорядковані, спрямовані в певному напрямку. Спинові хвилі хвилеподібно змінюють напрямки спинів.
Магноніка в даний час вважається перспективною прикладною областю досліджень, оскільки у неї є ряд переваг порівняно з іншою альтернативою електроніки - фотонікою, яка використовує для передачі сигналів фотони (електромагнітні хвилі). По-перше, спинові хвилі можуть управлятися зовнішнім магнітним полем. По-друге, довжина використовуваних електромагнітних хвиль - близько сантиметра, тоді як для спинових хвиль того ж діапазону вона складе мікрометри. Тому на основі спинових хвиль можна робити більш компактні мікроустрою.
Одним з основних будівельних блоків в магноніці служать так звані магнонні кристали - магнітні метаматеріали, в яких періодично змінюється якийсь магнітний параметр, що впливає на спинові хвилі: намагніченість, магнітна анізотропія (відмінність властивостей залежно від напрямку), товщина плівки тощо. Вони в майбутньому стануть базовими елементами для частотних фільтрів, аналогів транзисторів і багато чого іншого.
Фізики, які представляють МФТІ, ІФТТ РАН, МІСІС і Казанський університет, запропонували створювати магнонні кристали з ферромагнітних плівок з нанесеними на них періодичними надпровідними структурами. Вони створили, випробували і промоделювали зразок такого метаматеріалу з тонкої плівки ферромагнітного пермалоя (сплав з 80% нікелю і 20% заліза), поверх якого поміщена надпровідна структура з ніобію. Дослідники не тільки показали принципову можливість його використання, але продемонстрували, що в ньому реалізується цікава зонна структура із забороненими зонами в гігагерцевому діапазоні, яка, можливо, теж знайде своє застосування. Про це вони розповіли в журналі Advanced Science
Цікаво тут те, що надпровідність і ферромагнетизм самі по собі антагоністи. Сильне магнітне поле руйнує надпровідний стан. Справа в тому, що в пов'язаних парах електронів (куперівських парах) надпровідників спини спрямовані протилежно, а у ферромагнетиках - спини електронів сонаправлені. Тому фізики традиційно намагаються за допомогою ферромагнетизму впливати на надпровідні властивості матеріалів. Автори ж даної роботи пішли в протилежному напрямку, впливаючи на ферромагнітні властивості за допомогою надпровідної структури, хоча вважалося, що ферромагнетизм «сильніше» надпровідності і не може бути схильний до її впливу.
Обмеженням для широкого застосування подібних метаматеріалів поки служить тільки неможливість їх існування при кімнатній температурі. Для підтримки надпровідності потрібна дуже низька температура.
За матеріалами прес-релізу МФТІ