Opis projektu
Ulepszona kontrola namagnesowania dzięki magnetoakustycznym urządzeniom spintronicznym
Wszystkie cząstki elementarne charakteryzuje właściwość, jaką jest spin. W przypadku elektronów, z elektronem wirującym wokół swojej osi związany jest niewielki dipol magnetyczny. Urządzenia spintroniczne wykorzystują to zjawisko kwantowe do przechowywania i przetwarzania informacji. Kontrolę spinu osiąga się konwencjonalnie za pomocą przyłożonych pól magnetycznych lub elektrycznych, jednak osiągnięcie bardziej skutecznej kontroli nastręcza wielu trudności. Badacze pionierskiego projektu MAWiCS finansowanego ze środków Unii Europejskiej wykorzystają akustykę do pokonania tych przeszkód, dzięki czemu osiągną efektywną kontrolę dynamiki spinu poprzez magnetoakustyczną manipulację magnetyzacją w złożonych układach spinowych. Wyniki nie tylko przełożą się na lepsze osiągi urządzeń spintronicznych, ale także utorują drogę do opracowania nowych funkcji magnetoakustycznych urządzeń spintronicznych.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
ERC - Support for frontier research (ERC)Instytucja przyjmująca
67663 Kaiserslautern
Niemcy