Magnetoakustische Wellen: Auf dem Weg zu einem neuen Paradigma der On-Chip-Kommunikation

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Die Forscher haben direkt und zum ersten Mal magnetoakustische Wellen (schallgetriebene Spinwellen) beobachtet, die als potenzielle Informationsträger für neuartige Berechnungsschemata gelten.

Diese Wellen wurden an hybriden magnetischen/piezoelektrischen Geräten erzeugt und beobachtet.

Die Experimente wurden in Zusammenarbeit zwischen der Universität Barcelona (UB), dem Institut für Materialwissenschaft von Barcelona (ICMAB-CSIC) und dem ALBA-Synchrotron konzipiert.

Die Ergebnisse zeigen, dass sich magnetoakustische Wellen über große Entfernungen – bis zu Zentimetern – ausbreiten können und größere Amplituden als erwartet haben.Die Beobachtung der Magnetisierungswellen wurde in einem ferromagnetischen Nickel-Dünnfilm durchgeführt, der durch eine Deformationswelle (akustische Oberflächenwelle, SAW) angeregt wurde, die in einer piezoelektrischen Substratschicht unterhalb des Nickelfilms entstand.

Obwohl in mehreren Systemen über eine klare Wechselwirkung zwischen akustischen Wellen und der Magnetisierungsdynamik berichtet wurde, gab es bisher keine direkte Beobachtung der zugrundeliegenden magnetischen Anregungen, was eine Quantifizierung von Zeit und Raum ermöglicht.Jetzt haben die Forscher in Physical Review Letters ihre Ergebnisse veröffentlicht: “Wir haben ein Ad-hoc-Experiment entworfen, um die von akustischen Oberflächenwellen (SAW) erzeugte Magnetisierungsdynamik abzubilden und zu quantifizieren.

Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass Magnetisierungswellen bei unterschiedlichen Frequenzen und Wellenlängen existieren und dass es möglich ist, Welleninterferenzen zu erzeugen”, erklärt Ferran Macià, Leiter des Projekts an der UB und am ICMAB.Die Experimente zeigen Interferenzmuster von Magnetisierungswellen und bieten neue Möglichkeiten zur Manipulation dieser Wellen bei Raumtemperatur.

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“Unsere Magnetisierungswellen sind an die akustischen Wellen gekoppelt und können daher große Entfernungen zurücklegen und größere Amplituden haben als Spinwellen”, erklärt Michael Foerster, Beamline-Wissenschaftler von CIRCE-PEEM bei ALBA.

Solche großamplitudigen, weitreichenden Wellen könnten gut geeignet sein, um Informationen zu übertragen, Daten zu verarbeiten oder….

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