Description du projet
Contrôle amélioré de la magnétisation par des dispositifs spintroniques magnéto‑acoustiques
Toutes les particules élémentaires sont associées à un spin intrinsèque. Lorsqu’il s’agit d’électrons, l’électron qui tourne autour de son axe est associé à un minuscule dipôle magnétique. Les dispositifs spintroniques exploitent ce phénomène quantique pour le stockage et le traitement de l’information. Le contrôle du spin s’effectue traditionnellement par l’application de champs magnétiques ou électriques, mais ces techniques se heurtent à des obstacles qui empêchent de les contrôler de manière plus efficace. Le projet pionnier MAWiCS, financé par l’UE, utilisera l’acoustique pour surmonter ces obstacles, en réalisant un contrôle très efficace de la dynamique du spin par la manipulation magnéto‑acoustique de la magnétisation dans des systèmes de spin complexes. Les résultats obtenus permettront non seulement d’améliorer les performances, mais aussi d’ouvrir la voie à de nouvelles fonctionnalités via des dispositifs spintroniques magnéto‑acoustiques.
Objectif
Spintronic devices perform information storage and processing based on the spin degree of freedom. Materials with complex magnetic order, such as ferrimagnets, antiferromagnets and chiral magnets are promising candidates for next-generation spintronic devices with ultrafast speed, enhanced robustness and unique functionalities. However, several fundamental obstacles prevent their efficient control with established approaches based on magnetic fields and electrical currents.
MAWiCS will overcome these obstacles by introducing the magneto-acoustic control of magnetization in these complex spin systems. The advantage of MAWiCS’ approach is based on the following hypotheses: Microwave frequency phonons can excite and control antiferromagnetic spin waves and magnetic skyrmions lattices with high efficiency. The uniaxial magnetic anisotropy induced by magneto-acoustic interactions can be used for full modulation of antiferromagnetic resonance frequencies. Magneto-acoustic waves can propagate in topologically protected skyrmion lattice edge-states with reduced magnetic damping.
MAWiCS will develop innovative experimental approaches to take advantage of symmetry, topology and exchange-enhancement effects for highly efficient control of spin dynamics in complex spin systems. Consequently, MAWiCS’ results will allow for the first time to:
1) Generate nanoscale spin waves from acoustic pulses in ferrimagnets and antiferromagnets.
2) Control skyrmions by acoustic lattices and realize nanoscale topological acoustics
3) Excite and detect antiferromagnetic spin waves by acoustic two-tone modulation
MAWiCS’ results will pave the way for the technological realization of magneto-acoustic spintronic devices, enable antiferromagnetic magnonics and realize topological magnon transport. Ultimately, MAWiCS will thus pioneer a new class of information technology concepts that do not only offer increased performance but also novel functionalities.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régime de financement
ERC - Support for frontier research (ERC)Institution d’accueil
67663 Kaiserslautern
Allemagne