Illustration av experimentet. Kredit:Dreyer et al, Nature Communications (CC-BY-SA 4.0)
Starka växelmagnetiska fält kan användas för att generera en ny typ av spinnvåg som tidigare bara var teoretiskt förutspådd. Detta uppnåddes för första gången av ett team av fysiker från Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU). De rapporterar om sitt arbete i Nature Communications och ger de första mikroskopiska bilderna av dessa spinnvågor.
Grundidén med spintronics är att använda en speciell egenskap hos elektroner – spinn – för olika elektroniska tillämpningar som data- och informationsteknologi. Spinn är det inneboende vinkelmomentet hos elektroner som producerar ett magnetiskt moment. Att koppla dessa magnetiska moment skapar den magnetism som i slutändan skulle kunna användas i informationsbehandling. När dessa kopplade magnetiska moment exciteras lokalt av en magnetfältspuls kan denna dynamik spridas som vågor genom hela materialet. Dessa kallas spinnvågor eller magnoner.
En speciell typ av dessa vågor är kärnan i arbetet hos fysikerna från Halle. Normalt producerar den icke-linjära exciteringen av magnoner heltal av utfrekvensen - 1 000 megahertz blir till exempel 2 000 eller 3 000.
"Än så länge har det bara teoretiskt förutspåtts att icke-linjära processer kan generera spinnvågor vid högre halvheltalsmultiplar av excitationsfrekvensen", förklarar professor Georg Woltersdorf från Institutet för fysik vid MLU. Teamet har nu experimentellt kunnat visa vilka förhållanden som behövs för att generera dessa vågor och kontrollera deras fas. Fas är tillståndet för en vågs oscillation vid en viss tidpunkt och tidpunkt. "Vi är de första att bekräfta dessa excitationer i experiment och har till och med kunnat kartlägga dem", säger Woltersdorf.
Enligt fysikern kan vågorna genereras i två stabila fastillstånd vilket innebär att denna upptäckt potentiellt kan användas i databehandlingsapplikationer, eftersom datorer till exempel också använder ett binärt system. + Utforska vidare
