Когерентні спінові хвилі, що керують рухом доменної стінки в ізоляторах – Nature Nanotechnology

Магнітні доменні стінки можуть модулювати спін-хвильовий транспорт у перпендикулярно намагнічених каналах, у той час як магнонний спіновий струм може керувати рухом доменних стінок у пристрої з подвійним легуванням ітрієвим гранатом.

З моменту пропозиції концепції магнітного іподрому рух магнітних доменів і доменних стінок (DW) зі спіновими струмами був важливою областю досліджень у спінтроніці, оскільки це дає змогу розробити справжнє 3D-магнітне зберігання даних¹. Паралельно виникла галузь магноніки, яка використовує елементарні колективні збудження магнітної системи, спінові хвилі (SW), та їх кванти, магнони, для створення малопотужних нанорозмірних пристроїв обробки даних на основі когерентних хвиль.². Тепер записую Природа нанотехнології, Фан та ін. зробили прорив, який об’єднує два поля шляхом переміщення стінок магнітного домену в ізоляторі, використовуючи когерентно збуджені спінові хвилі як носії спінового струму³. Для ефективного застосування цього магнонного обертового моменту вирішальним є використання спеціального магнітного ізолятора, а саме дволегованого залізоітрієвого гранату (Bi-YIG), з його дуже низьким ослабленням для магнонів. Через низьку розсіювану потужність енергії, необхідні для переміщення доменних стінок, на порядки нижчі, ніж у попередніх експериментах з металевими плівками. Завдяки великій тривалості розпаду магнонів і низькому закріпленню DW, DW можна навіть переміщувати короткими наносекундними магнонними імпульсами на десятки мікрометрів. Це відкриває шлях до магнітної логіки без зарядового струму, яка поєднує спінові хвилі як носії даних і магнітні доменні стінки як біти пам’яті.