Efeito de Bloqueio do Magnon e Efeito de Pele Magnônico Mostrado na Heterojunção Antiferromagneticamente Acoplada

Ondas de spin, ou magnons, como a excitação elementar do sistema magnético, podem mover a energia angular de spin, dando vastas perspectivas para dispositivos microeletrônicos não voláteis, de baixo consumo de energia, de alta velocidade e de pequeno tamanho no período pós- Duração de Moore. Magnônica, incluindo a geração, transporte e controle de magnons, acabou sendo as instruções de avanço mais recentes da spintrônica, bem como o autocontrole emergente da física da matéria comprimida.

Nos últimos anos, a equipe de pesquisa do Prof. HAN Xiufeng no Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências (CAS) estabeleceu um fechamento magnético com uma estrutura central de isolador magnético (MI) / espaçador (S) / isolador magnético (MI) (como YIG / Au / YIG), uma junta magnon (como YIG / NiO / YIG) e também um separador magnetoelétrico que pode ser utilizado como gerador de magnon, bem como detector de magnon (como Pt / YIG / Pt), visando fazer uso de abordagens puramente elétricas, bem como a mudança das estruturas magnéticas para controlar adequadamente a geração e transporte de magnons, portanto, para entender uma relação liga-desliga 100% da transmissão das correntes de magnons.

Por essa razão, uma compreensão mais ampla dos edifícios de transporte de magnons incoerentes ou significativos em uma junção magnônica totalmente isolada eletricamente, sem dúvida, acabará sendo a base física vital para o crescimento de dispositivos e circuitos magnônicos funcionais no futuro.

A fim de compreender melhor o mecanismo de transmissão do magnon na junção do magnon da microescala, o estagiário do PHD YAN Zhengren, professor parceiro WAN Caihua, bem como o Prof. HAN Xiufeng pesquisaram a transmissão do magnon na estrutura sanduíche do isolador ferromagnético (FMI) / isolador antiferromagnético (AFI) / isoladores ferromagnéticos (FMI) por simulações de modelo de spin atomístico.

Eles descobriram que o impacto coletivo do magnon (MJE) ou o efeito do desligamento do magnon (MVE) poderiam ser duplicados, mostrando a transmissão do magnon dependente da magnetização. O MJE, assim como o MVE, derivam da polarização da onda de spin.

Geralmente, a rede de spin-up (spin-down) pode acomodar magnons polarizados circularmente à direita (esquerda). Enquanto apenas magnons polarizados circularmente destros são preferidos em FMI com magnetização ascendente, ambas as polarizações redondas canhotas e destras são permitidas em AFI devido a duas redes de spin oposto. Esta regulação de seleção, portanto, faz com que a reflexão completa da onda de spin ocorra quando os magnons tentam se difundir em uma rede de spin, que não suporta sua polarização.

Por exemplo, quando magnons redondos destros na região de rotação para cima são infundidos diretamente na área de rotação para baixo, a opção de regulação certamente causaria baixa transmissão de magnons em toda a interface do usuário. Essa sensação chamada efeito de obstrução do magnon mostra que a polarização da onda de spin desempenha um papel essencial na transmissão do magnon.

Além disso, em teoria, eles pesquisaram os hábitos de propagação de ondas de spin na interface de uma heterojunção pareada antiferromagneticamente. É revelado que as ondas de spin que passam pela interface são ondas evanescentes e, também, as ondas caseiras são todas refletidas, mostrando um impacto de bloqueio do magnon dependente da magnetização nesta estrutura.

O resultado mostra que com o aumento da frequência da onda de spin, o tamanho do decaimento diminui e a onda evanescente fica muito mais concentrada na interface, revelando um resultado magnônico de pele semelhante ao impacto cutâneo de ondas eletromagnéticas.

Além disso, uma mudança favorável Goos-Hänchen magnônica das ondas refletidas foi adicionalmente prevista. Ele pode ser reconhecido por uma representação confiável da mudança na interface do usuário gerada pelo tamanho da degeneração diferente de zero das ondas evanescentes.

Em resumo, os resultados mostram que o controle eficiente de magnons coerentes / incoerentes por juntas de magnons se origina da quiralidade absoluta dos magnons em produtos magnéticos. Essas descobertas confirmam a base física das ferramentas magnon para controlar o transporte do magnon com eficiência e oferecem uma direção de desenvolvimento totalmente nova e um curso tecnológico para o crescimento do armazenamento do tipo magnon puro e dispositivos de raciocínio.

Referência : ZR Yan et al, Magnonic skin effect and magnon valve effect in an antiferromagnetically Coupled,  Physical Review B  (2021). DOI: 10.1103 / PhysRevB.104.L020413