Nonlinear Magnons for Reservoir Computing in Reciprocal Space

Projektinformationen

NIMFEIA

ID Finanzhilfevereinbarung: 101070290

DOI

10.3030/101070290

EK-Unterschriftsdatum 23 Juni 2022

Startdatum 1 Oktober 2022

Enddatum 30 September 2026

Finanziert unter

• Digital, Industry and Space

Gesamtkosten

€ 3 421 000,00

EU-Beitrag

€ 3 421 000,00

Koordiniert durch

HELMHOLTZ-ZENTRUM DRESDEN-ROSSENDORF EV
Germany

CORDIS bietet Links zu öffentlichen Ergebnissen und Veröffentlichungen von HORIZONT-Projekten.

Links zu Ergebnissen und Veröffentlichungen von RP7-Projekten sowie Links zu einigen Typen spezifischer Ergebnisse wie Datensätzen und Software werden dynamisch von OpenAIRE abgerufen.

Leistungen

Documents, reports (13)

Report on the mode filtering technique implemented in micromagnetics code

A report on the mode filtering technique implemented in the micromagnetics code will be provided.

Data management plan 2

The second version of the data management plan will be provided.

Data management plan 1

The first version of the data management will be provided.

Report on implementation of the adaptive time integration method in machine learning simulations

A report on the implementation of the adaptive time integration method in machine learning simulations will be provided.

Report on soft metallic systems

A report on soft metallic systems will be provided.

Report on the nonlinear magnon population dynamics in vortex-based reservoirs

A report on the nonlinear magnon population dynamics in vortex-based reservoirs will be provided.

Dissemination and exploitation plan 1

The first update of the dissemination and exploitation plan will be provided.

Protocol on appointment of Executive Board

A protocol on the appointment of the Executive Board during the kick-off meeting will be provided.

Report on characterization of vortex-based magnon reservoirs

A report on characterization of vortex-based magnon reservoirs will be provided.

Report on microwave antennas

A report on microwave antennas facilitating scalability of the magnon reservoir will be provided.

Dissemination and exploitation plan 2

The second update of the dissemination and exploitation plan will be provided.

Report on data handling scripts

A report on data handling scripts to feed benchmark data sets into magnon reservoir simulations will be provided.

Report from the kick-off meeting

A repot from the kick-off meeting will be written.

Websites, patent fillings, videos etc. (1)

Project public launch

The website and social media platforms for NIMFEIA will be launched.

Veröffentlichungen

Peer reviewed articles (31)

Modification of three-magnon splitting in a flexed magnetic vortex

Autoren: L. Körber, C. Heins, I. Soldatov, R. Schäfer, A. Kákay, H. Schultheiss, K. Schultheiss
Veröffentlicht in: Applied Physics Letters, Ausgabe 122, 2023, ISSN 1077-3118
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.48550/ARXIV.2211.08226

Magneto-ionic modulation of the interlayer exchange interaction in synthetic antiferromagnets

Autoren: Maria-Andromachi Syskaki; Takaaki Dohi; Beatrice Bednarz; Sergei Olegovich Filnov; Sergey Alexeyevich Kasatikov; Mona Bhukta; Alevtina Smekhova; Rohit Pachat; Johannes Wilhelmus van der Jagt; Shimpei
Veröffentlicht in: Applied Physics Letters, Ausgabe 124, 2024, ISSN 1077-3118
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0198750

Observation of a non-reciprocal skyrmion Hall effect of hybrid chiral skyrmion tubes in synthetic antiferromagnetic multilayers

Autoren: Takaaki Dohi, Mona Bhukta, Fabian Kammerbauer, Venkata Krishna Bharadwaj, Ricardo Zarzuela, Aakanksha Sud, Maria-Andromachi Syskaki, Duc Minh Tran, Thibaud Denneulin, Sebastian Wintz, Markus Weigand,
Veröffentlicht in: Nature Communications, Ausgabe 16, 2025, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1038/S41467-025-63759-7

"Temperature-dependent study of the spin dynamics of coupled <mml:math xmlns:mml=""http://www.w3.org/1998/Math/MathML""><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant=""normal"">Y</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml"

Autoren: Felix Fuhrmann, Sven Becker, Akashdeep Akashdeep, Gerhard Jakob, Qianqian Lan, Nan Wang, Rafal E. Dunin-Borkowski, Romain Lebrun, Mathias Weiler, Mathias Kläui
Veröffentlicht in: Physical Review B, Ausgabe 112, 2025, ISSN 2469-9950
Herausgeber: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/7D4Q-J8CL

Effects of Chiral Polypeptides on Skyrmion Stability and Dynamics

Autoren: Yael Kapon, Fabian Kammerbauer, Theo Balland, Shira Yochelis, Mathias Kläui, Yossi Paltiel
Veröffentlicht in: Nano Letters, Ausgabe 25, 2025, ISSN 1530-6984
Herausgeber: American Chemical Society (ACS)
DOI: 10.1021/ACS.NANOLETT.4C05035

Nature Nanotechnology

Autoren: Raphael Gruber; Jan Rothörl; Simon M. Fröhlich; Maarten A. Brems; Fabian Kammerbauer; Maria-Andromachi Syskaki; Elizabeth M. Jefremovas; Sachin Krishnia; Asle Sudbø; Peter Virnau; Mathias Kläui
Veröffentlicht in: Nature Nanotechnology, Ausgabe 20, 2025, ISSN 1748-3387
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/S41565-025-01977-2

Nanosecond True-Random-Number Generation with Superparamagnetic Tunnel Junctions: Identification of Joule Heating and Spin-Transfer-Torque Effects

Autoren: L. Schnitzspan, M. Kläui, Gerhard Jakob
Veröffentlicht in: Physical Review Applied, Ausgabe 20, 2023, ISSN 2331-7019
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.48550/arxiv.2301.05694

Benchmarking a magnon-scattering reservoir with modal and temporal multiplexing

Autoren: Christopher Heins; Joo-Von Kim; Lukas Körber; Jürgen Fassbender; Helmut Schultheiss; Katrin Schultheiss
Veröffentlicht in: Physical Review Applied, 2025, ISSN 2331-7019
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.48550/ARXIV.2502.02271

Constructing coarse-grained skyrmion potentials from experimental data with Iterative Boltzmann Inversion

Autoren: Y. Ge, J. Rothörl, M. A. Brems, N. Kerber; R. Gruber, T. Dohi, M. Kläui, P. Virnau
Veröffentlicht in: Communications Physics, Ausgabe 6, 2023, ISSN 2399-3650
Herausgeber: Nature Portfolio
DOI: 10.48550/arxiv.2110.14333

Opportunities and challenges for spintronics

Autoren: C. Adelmann, A. Jenkins, P. Pirro, K. Schultheiss, S. van Dijken, V. Kruglyak, P. Bortolotti
Veröffentlicht in: Europhysics News, Ausgabe 54, 2023, ISSN 0531-7479
Herausgeber: European Physical Society
DOI: 10.1051/epn/2023404

Selection rules for ultrafast laser excitation and detection of spin correlation dynamics in a cubic antiferromagnet

Autoren: A. E. Fedianin, A. M. Kalashnikova, J. H. Mentink
Veröffentlicht in: Physical Review B, Ausgabe 107, 2023, ISSN 2469-9950
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.48550/arxiv.2212.14698

Homochiral antiferromagnetic merons, antimerons and bimerons realized in synthetic antiferromagnets

Autoren: M. Bhukta, T. Dohi, V. K. Bharadwaj, R. Zarzuela, M.-A. Syskaki, M. Foerster, M. Angel Niño, J. Sinova, R. Frömter, and M. Kläui
Veröffentlicht in: Nature Communications, Ausgabe 15, 2024, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.48550/arXiv.2303.14853

Machine-learning-based detection of spin structures

Autoren: I. Labrie-Boulay, T. Brian Winkler, D. Franzen, A. Romanova, H. Fangohr, M. Kläui
Veröffentlicht in: Physical Review Applied, Ausgabe 21, 2024, ISSN 2331-7019
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.48550/arXiv.2303.16905

Coherent THz spin dynamics in antiferromagnets beyond the approximation of the Néel vector

Autoren: F. Formisano, T. T. Gareev, D. I. Khusyainov, A. E. Fedianin, D. Afanasiev, R. V. Pisarev, A. M. Kalashnikova, J. H. Mentink, R. M. Dubrovin, P. P. Syrnikov, A. V. Kimel
Veröffentlicht in: APL Materials, Ausgabe 12, 2024, ISSN 2166-532X
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.48550/arxiv.2303.06996

Time-dependent Schwinger boson mean-field theory of supermagnonic propagation in 2D antiferromagnets

Autoren: M. D. Bouman, Johan H. Mentink
Veröffentlicht in: SciPost Physics, Ausgabe 17, 2024, ISSN 2542-4653
Herausgeber: Stichting SciPost
DOI: 10.21468/SCIPOSTPHYS.17.6.159

Mechanically Stable PMMA‐Based Large‐Area Nano‐Channels with Sub‐10 nm Depth

Autoren: Min Liu; Tobias Reimer; Yongkang Wang; Mathias Kläui; Yaowen Xing; Xiahui Gui; Yijun Cao; Rüdiger Berger; Hai Wang; Mischa Bonn
Veröffentlicht in: Advanced Materials Technologies, Ausgabe 10, 2024, ISSN 2365-709X
Herausgeber: John Wiley & Sons
DOI: 10.25358/OPENSCIENCE-11279

Spontaneous and impulsive stimulated Raman scattering from two-magnon modes in a cubic antiferromagnet

Autoren: Fedianin, A.; Fedianin, A.; Kalashnikova, Alexandra M.; Mentink, J.H.
Veröffentlicht in: Physical Review B, Ausgabe 110, 2024, ISSN 2469-9950
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.48550/ARXIV.2407.15962

Tailoring Magnetic Properties and Suppressing Anisotropy in Permalloy Films by Deposition in a Rotating Magnetic Field

Autoren: Lozhkina, Olga; Kammerbauer, Fabian; Syskaki, Maria-Andromachi; Puthirath Balan, Aravind; Krautscheid, Pascal; Khanjani, Mehran Vafaee; Kubik, Jan; O’Brien, Stephen; Reeve, Robert M.; Jakob, Gerhard
Veröffentlicht in: Physical Review Applied, Ausgabe 20, 2023, ISSN 2331-7019
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.1103/PHYSREVAPPLIED.20.014021

The role of magnetic dipolar interactions in skyrmion lattices

Autoren: Jefremovas, Elizabeth M.; Leutner, Kilian; Fischer, Miriam G.; Marqués-Marchán, Jorge; Winkler, Thomas B.; Asenjo, Agustina; Sinova, Jairo; Frömter, Robert; Kläui, Mathias
Veröffentlicht in: Newton, Ausgabe 1, 2025, ISSN 2950-6360
Herausgeber: Cell Press
DOI: 10.48550/ARXIV.2407.00539

Realizing Quantitative Quasiparticle Modeling of Skyrmion Dynamics in Arbitrary Potentials

Autoren: Maarten A. Brems; Tobias Sparmann; Simon M. Fröhlich; Leonie-C. Dany; Jan Rothörl; Fabian Kammerbauer; Elizabeth M. Jefremovas; Oded Farago; Mathias Kläui; Peter Virnau
Veröffentlicht in: Physical Review Letters, Ausgabe 134, 2025, ISSN 1079-7114
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.48550/ARXIV.2502.03541

Noise-based local learning using stochastic magnetic tunnel junctions

Autoren: Kees Koenders; Leo Schnitzpan; Fabian Kammerbauer; Sinan Shu; Gerhard Jakob; Mathias Kläui; Johan H. Mentink; Nasir Ahmad; Marcel van Gerven
Veröffentlicht in: Physical Review Applied, Ausgabe 23, 2025, ISSN 2331-7019
Herausgeber: American Physical Society
DOI: 10.48550/ARXIV.2412.12783

Pattern recognition in reciprocal space with a magnon-scattering reservoir

Autoren: L. Körber, C. Heins, T. Hula, J.-V. Kim, S. Thlang, H. Schultheiss, J. Fassbender, K. Schultheiss
Veröffentlicht in: Nature Communications, Ausgabe 14, 2023, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.48550/arXiv.2211.02328

Electronic transparency of internal interfaces in metallic nanostructures comprising light, heavy and ferromagnetic metals measured by terahertz spectroscopy

Autoren: Beermann, Nicolas; Fabretti, Savio; Hafez, Hassan A.; Syskaki, Maria-Andromachi; Kononenko, Iryna; Jakob, Gerhard; Kläeui, Mathias; Turchinovich, Dmitry
Veröffentlicht in: Nanophotonics, Ausgabe 13, 2024, ISSN 2192-8614
Herausgeber: Science Wise Publishing, The Netherlands
DOI: 10.25358/OPENSCIENCE-10556

Gesture recognition with Brownian reservoir computing using geometrically confined skyrmion dynamics

Autoren: Grischa Beneke, Thomas Brian Winkler, Klaus Raab, Maarten A. Brems, Fabian Kammerbauer, Pascal Gerhards, Klaus Knobloch, Sachin Krishnia, Johan H. Mentink, Mathias Kläui
Veröffentlicht in: Nature Communications, Ausgabe 15, 2024, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1038/S41467-024-52345-Y

Pushing the boundary of quantum advantage in hard combinatorial optimization with probabilistic computers

Autoren: Shuvro Chowdhury, Navid Anjum Aadit, Andrea Grimaldi, Eleonora Raimondo, Atharva Raut, P. Aaron Lott, Johan H. Mentink, Marek M. Rams, Federico Ricci-Tersenghi, Massimo Chiappini, Luke S. Theogarajan,
Veröffentlicht in: Nature Communications, Ausgabe 16, 2025, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1038/S41467-025-64235-Y

Brownian reservoir computing realized using geometrically confined skyrmion dynamics

Autoren: K. Raab, M. A. Brems, G. Beneke, T. Dohi, J. Rothörl, F. Kammerbauer, J. H. Mentink, M. Kläui
Veröffentlicht in: Nature Communications, Ausgabe 13, 2022, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Nature Publishing Group
DOI: 10.48550/arxiv.2203.14720

Perspective on unconventional computing using magnetic skyrmions

Autoren: O. Lee, R. Msiska, M. A. Brems, M. Kläui, H. Kurebayashi, K. Everschor-Sitte
Veröffentlicht in: Applied Physics Letters, Ausgabe 122, 2023, ISSN 1077-3118
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.48550/arxiv.2303.00708

The 2024 magnonics roadmap

Autoren: Benedetta Flebus, Dirk Grundler, Bivas Rana, YoshiChika Otani, Igor Barsukov, Anjan Barman, Gianluca Gubbiotti, Pedro Landeros, Johan Akerman, Ursula Ebels, Philipp Pirro, Vladislav E Demidov, Katrin
Veröffentlicht in: Journal of Physics: Condensed Matter, Ausgabe 36, 2024, ISSN 0953-8984
Herausgeber: IOP Publishing
DOI: 10.1088/1361-648X/AD399C

Coarse-graining collective skyrmion dynamics in confined geometries

Autoren: T. B. Winkler, J. Rothörl, M. A. Brems, G. Beneke, H. Fangohr, and M. Kläui
Veröffentlicht in: Applied Physics Letters, Ausgabe 124, 2024, ISSN 1077-3118
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.48550/ARXIV.2303.16472

Electrical coupling of superparamagnetic tunnel junctions mediated by spin-transfer-torques

Autoren: L. Schnitzspan, M. Kläui, G. Jakob
Veröffentlicht in: Applied Physics Letters, Ausgabe 123, 2023, ISSN 1077-3118
Herausgeber: American Institute of Physics
DOI: 10.48550/ARXIV.2307.15165

Harnessing orbital Hall effect in spin-orbit torque MRAM

Autoren: Rahul Gupta, Chloé Bouard, Fabian Kammerbauer, J. Omar Ledesma-Martin, Arnab Bose, Iryna Kononenko, Sylvain Martin, Perrine Usé, Gerhard Jakob, Marc Drouard, Mathias Kläui
Veröffentlicht in: Nature Communications, Ausgabe 16, 2025, ISSN 2041-1723
Herausgeber: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1038/S41467-024-55437-X