Когерентные спиновые волны, управляющие движением доменных стенок в изоляторах — Nature Nanotechnology

Магнитные доменные стенки могут модулировать спин-волновой перенос в перпендикулярно намагниченных каналах, в то время как магнонный спиновый ток может управлять движением доменных стенок в канальном устройстве с двулегированным иттрий-железным гранатом.

С момента предложения концепции магнитной беговой дорожки движение магнитных доменов и доменных стенок (ДГ) со спиновыми токами стало важной областью исследований в спинтронике, поскольку оно позволяет разработать настоящее трехмерное магнитное хранилище данных.¹. Параллельно с этим возникла область магноники для использования элементарных коллективных возбуждений магнитной системы, спиновых волн (СВ) и их квантов, магнонов, для создания маломощных наноразмерных устройств обработки данных на основе когерентных волн.². Теперь, записывая в Природа Нанотехнология, Фан и др. сделали прорыв, который объединяет два поля, перемещая стенки магнитных доменов в изоляторе, используя когерентно возбуждаемые спиновые волны в качестве носителей спинового тока.³. Для эффективного применения этого магнонного вращающего момента решающее значение имеет использование специального магнитного изолятора, а именно двулегированного железо-иттриевого граната (Bi-YIG), с его очень низким затуханием для магнонов. Из-за малой рассеиваемой мощности энергии, необходимые для перемещения доменных стенок, на порядки ниже, чем в предыдущих экспериментах с металлическими пленками. Из-за большой длины затухания магнонов и низкого закрепления стенок стенки могут перемещаться даже короткими наносекундными магнонными импульсами на десятки микрометров. Это открывает путь к магнитной логике без зарядового тока, объединяющей спиновые волны в качестве носителей данных и стенки магнитных доменов в качестве битов памяти.