다른 일반적인 유형의 파동(예: 전자기 또는 소리)과 달리 자성 물질에서 스핀파의 상호 작용은 쌍극 결합 효과로 인해 본질적으로 비선형입니다. 스핀은 자기 모멘트를 생성하는 전자의 고유 각운동량입니다. 이러한 자기 모멘트를 결합하면 자기 궁극적으로 정보 처리에 사용될 수 있습니다.
자기장 펄스는 이러한 연결된 자기 모멘트를 국부적으로 자극할 수 있으며, 이로 인해 동적이 파동처럼 재료 전체에 전파될 수 있습니다. 이것을 마그논파 또는 스핀파라고 합니다.
출신의 물리학자들로 구성된 팀 마틴 루터 대학교 할리 비텐 베르크 (MLU)는 교류 고체 자기장을 사용하여 새로운 유형의 스핀파를 생성했습니다. 게다가, 그들은 이들의 최초의 현미경 이미지를 제공합니다. 스핀 웨이브.
MLU 물리학 연구소의 Georg Woltersdorf 교수는 이렇게 말했습니다. “일반적으로 마그논의 비선형 여기는 출력 주파수의 정수를 생성합니다. 예를 들어 1,000MHz는 2,000 또는 3,000이 됩니다. 지금까지 비선형 프로세스가 여기 주파수의 더 높은 반정수 배수에서 스핀파를 생성할 수 있다는 것은 이론적으로만 예측되었습니다.”
사진: Dreyer 외, Nature Communications(CC-BY-SA 4.0)
이제 팀은 이러한 파동을 생성하고 위상을 제어하는 데 필요한 상황을 시연했습니다. 위상은 파동이 특정 순간에 진동하는 방식입니다.
볼터스도르프 말했다, "우리는 실험에서 이러한 여기를 처음으로 확인했으며 지도화할 수도 있었습니다."
"파동은 두 가지 안정적인 위상 상태에서 생성될 수 있습니다. 이는 예를 들어 컴퓨터가 이진 시스템을 사용하기 때문에 이 발견이 데이터 처리 응용 프로그램에 잠재적으로 사용될 수 있음을 의미합니다."
저널 참조 :
- Dreyer R.et al. 비선형 스핀파의 이미징 및 위상 잠금. 자연 통신 (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-32224-0
