他の一般的な種類の波 (電磁波や音など) とは対照的に、磁性材料内のスピン波の相互作用は、双極子結合効果により本質的に非線形です。 スピンは、磁気モーメントを生成する電子の固有の角運動量です。 これらの磁気モーメントを結合すると、 磁性 それは最終的に情報処理に使用される可能性があります。
磁場パルスは、これらのリンクされた磁気モーメントを局所的に励起することができ、これにより、力学が波のように材料全体に伝播する可能性があります。 これらはマグノンまたはスピン波として知られています。
からの物理学者のチーム マーティンルーサー大学ハレヴィッテンベルク (MLU) は、交流固体磁場を使用して新しいタイプのスピン波を生成しました。 さらに、彼らはこれらの最初の顕微鏡画像を提供します スピン波.
MLUの物理学研究所のGeorg Woltersdorf教授は、次のように述べています。 「通常、マグノンの非線形励起は、出力周波数の整数を生成します。たとえば、1,000 メガヘルツは 2,000 または 3,000 になります。 これまでのところ、非線形プロセスが励起周波数の半整数倍の高い周波数でスピン波を生成できることは、理論的にのみ予測されていました。」
写真: Dreyer ら、Nature Communications (CC-BY-SA 4.0)
チームは、これらの波を生成し、位相を制御するために必要な状況を実証しました。 位相は、特定の瞬間に波が振動する方法です。
ヴォルタースドルフ と, 「実験でこれらの励起を確認したのは私たちが初めてであり、それらをマッピングすることさえできました。」
「波はXNUMXつの安定した位相状態で生成できます。これは、たとえばコンピューターもバイナリシステムを使用するため、この発見がデータ処理アプリケーションで使用される可能性があることを意味します.」
ジャーナルリファレンス：
- Dreyer R.等。 非線形スピン波のイメージングと位相ロック。 ネイチャー·コミュニケーションズ （2022）。 DOI： 10.1038/s41467-022-32224-0
