Effet de blocage de Magnon et effet de peau magnétique montré dans une hétérojonction couplée antiferromagnétiquement
Les ondes de spin, ou magnons, en tant qu’excitation élémentaire du système magnétique, peuvent déplacer l’énergie angulaire de spin, offrant de vastes perspectives pour les dispositifs microélectroniques non volatils, à faible consommation d’énergie, à grande vitesse et de petite taille dans le post- Durée de Moore. La Magnonics, y compris la génération, le transport et le contrôle des magnons, a fini par être les instructions d’avancement les plus récentes de la spintronique ainsi que l’autocontrôle émergent de la physique de la matière comprimée.
Au cours des dernières années, l’équipe de recherche du professeur HAN Xiufeng à l’Institut de physique de l’Académie chinoise des sciences (CAS) a établi une fermeture magnon avec une structure de noyau d’isolant magnétique (MI)/espaceur(S)/isolant magnétique (MI) (comme YIG/Au/YIG), un joint de magnon (comme YIG/NiO/YIG) et aussi un séparateur magnétoélectrique qui peut être utilisé comme générateur de magnon ainsi que comme détecteur de magnon (comme Pt/YIG/Pt), visant d’utiliser des approches électriques pures ainsi que le changement des structures magnétiques pour contrôler correctement la génération et le transport des magnons, donc comprendre un rapport d’activation/désactivation de transmission de 100% des courants de magnon.
Pour cette raison, une compréhension approfondie des bâtiments de transport des magnons incohérents ou significatifs dans une jonction magnon entièrement isolée électriquement finira sans aucun doute par devenir la base physique vitale pour la croissance des gadgets et circuits magnéniques fonctionnels à l’avenir.
Afin de mieux comprendre le mécanisme de transmission du magnon dans la jonction du magnon à partir de l’échelle microscopique, le stagiaire PHD YAN Zhengren, le professeur associé WAN Caihua, ainsi que le professeur HAN Xiufeng ont étudié la transmission du magnon dans le cadre sandwich de l’isolant ferromagnétique (FMI)/ isolant antiferromagnétique (AFI)/isolants ferromagnétiques (FMI) par des simulations de modèles de spin atomistiques.
Ils ont découvert que l’impact collectif du magnon (MJE) ou l’effet d’arrêt du magnon (MVE) pouvaient être dupliqués, montrant la transmission du magnon dépendant de la magnétisation. Le MJE, ainsi que le MVE, proviennent de la polarisation de l’onde de spin.
Généralement, les treillis spin-up (spin-down) peuvent accueillir des magnons polarisés circulairement à droite (à gauche). Alors que seuls les magnons à polarisation circulaire à droite sont préférés dans FMI avec magnétisation vers le haut, les polarisations rondes à gauche et à droite sont autorisées dans AFI en raison de deux réseaux de spin opposés. Cette régulation de sélection fait donc que la réflexion complète de l’onde de spin se produit lorsque les magnons tentent de diffuser dans un réseau de spins, qui ne supporte pas leur polarisation.
Par exemple, lorsque des magnons ronds droitiers dans la région de rotation sont infusés directement dans la zone de rotation, la régulation de l’option entraînerait certainement une faible transmission de magnon dans toute l’interface utilisateur. Cette sensation appelée effet d’obstruction du magnon montre que la polarisation de l’onde de spin joue un rôle essentiel dans la transmission du magnon.
De plus, en théorie, ils ont étudié les habitudes de propagation des ondes de spin à l’interface d’une hétérojonction appariée antiferromagnétiquement. Il est révélé que les ondes de spin traversant l’interface sont des ondes évanescentes et que les ondes de cas sont toutes réfléchies, montrant un impact de blocage de magnon dépendant de la magnétisation dans ce cadre.
Le résultat montre qu’avec l’augmentation de la fréquence de l’onde de spin, la taille de la décroissance diminue et l’onde évanescente est beaucoup plus concentrée à l’interface, révélant un résultat de peau magnénique similaire à l’impact cutané des ondes électromagnétiques.
De plus, un décalage magnénique de Goos-Hänchen favorable des ondes réfléchies a été également prédit. Il peut être reconnu par une représentation fiable du changement d’interface utilisateur généré par la taille de dégénérescence non nulle des ondes évanescentes.
En résumé, les résultats montrent que le contrôle efficace des magnons cohérents/incohérents par les joints de magnon provient de la chiralité absolue des magnons dans les produits magnétiques. Ces découvertes confirment la base physique des outils magnon pour contrôler efficacement le transport des magnon et offrent une toute nouvelle direction de développement et un cours technologique pour la croissance des gadgets de stockage et de raisonnement de type magnon pur.
Référence: Z. R. Yan et al, Magnonic skin effect and magnon valve effect in an antiferromagnetically coupled heterojunction, Physical Review B (2021). DOI: 10.1103/PhysRevB.104.L020413
