Nonlinear Magnons for Reservoir Computing in Reciprocal Space

Informations projet

NIMFEIA

N° de convention de subvention: 101070290

DOI

10.3030/101070290

Date de signature de la CE 23 Juin 2022

Date de début 1 Octobre 2022

Date de fin 30 Septembre 2026

Financé au titre de

• Digital, Industry and Space

Coût total

€ 3 421 000,00

Contribution de l’UE

€ 3 421 000,00

Coordonné par

HELMHOLTZ-ZENTRUM DRESDEN-ROSSENDORF EV
Germany

CORDIS fournit des liens vers les livrables publics et les publications des projets HORIZON.

Les liens vers les livrables et les publications des projets du 7e PC, ainsi que les liens vers certains types de résultats spécifiques tels que les jeux de données et les logiciels, sont récupérés dynamiquement sur OpenAIRE .

Livrables

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.

Publications

Peer reviewed articles (31)

Modification of three-magnon splitting in a flexed magnetic vortex

Auteurs: L. Körber, C. Heins, I. Soldatov, R. Schäfer, A. Kákay, H. Schultheiss, K. Schultheiss
Publié dans: Applied Physics Letters, Numéro 122, 2023, ISSN 1077-3118
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.48550/ARXIV.2211.08226

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

Auteurs: 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
Publié dans: Applied Physics Letters, Numéro 124, 2024, ISSN 1077-3118
Éditeur: 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

Auteurs: 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,
Publié dans: Nature Communications, Numéro 16, 2025, ISSN 2041-1723
Éditeur: 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"

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

Effects of Chiral Polypeptides on Skyrmion Stability and Dynamics

Auteurs: Yael Kapon, Fabian Kammerbauer, Theo Balland, Shira Yochelis, Mathias Kläui, Yossi Paltiel
Publié dans: Nano Letters, Numéro 25, 2025, ISSN 1530-6984
Éditeur: American Chemical Society (ACS)
DOI: 10.1021/ACS.NANOLETT.4C05035

Nature Nanotechnology

Auteurs: 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
Publié dans: Nature Nanotechnology, Numéro 20, 2025, ISSN 1748-3387
Éditeur: 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

Auteurs: L. Schnitzspan, M. Kläui, Gerhard Jakob
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 20, 2023, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.48550/arxiv.2301.05694

Benchmarking a magnon-scattering reservoir with modal and temporal multiplexing

Auteurs: Christopher Heins; Joo-Von Kim; Lukas Körber; Jürgen Fassbender; Helmut Schultheiss; Katrin Schultheiss
Publié dans: Physical Review Applied, 2025, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.48550/ARXIV.2502.02271

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

Auteurs: Y. Ge, J. Rothörl, M. A. Brems, N. Kerber; R. Gruber, T. Dohi, M. Kläui, P. Virnau
Publié dans: Communications Physics, Numéro 6, 2023, ISSN 2399-3650
Éditeur: Nature Portfolio
DOI: 10.48550/arxiv.2110.14333

Opportunities and challenges for spintronics

Auteurs: C. Adelmann, A. Jenkins, P. Pirro, K. Schultheiss, S. van Dijken, V. Kruglyak, P. Bortolotti
Publié dans: Europhysics News, Numéro 54, 2023, ISSN 0531-7479
Éditeur: European Physical Society
DOI: 10.1051/epn/2023404

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

Auteurs: A. E. Fedianin, A. M. Kalashnikova, J. H. Mentink
Publié dans: Physical Review B, Numéro 107, 2023, ISSN 2469-9950
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.48550/arxiv.2212.14698

Homochiral antiferromagnetic merons, antimerons and bimerons realized in synthetic antiferromagnets

Auteurs: M. Bhukta, T. Dohi, V. K. Bharadwaj, R. Zarzuela, M.-A. Syskaki, M. Foerster, M. Angel Niño, J. Sinova, R. Frömter, and M. Kläui
Publié dans: Nature Communications, Numéro 15, 2024, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.48550/arXiv.2303.14853

Machine-learning-based detection of spin structures

Auteurs: I. Labrie-Boulay, T. Brian Winkler, D. Franzen, A. Romanova, H. Fangohr, M. Kläui
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 21, 2024, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.48550/arXiv.2303.16905

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

Auteurs: 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
Publié dans: APL Materials, Numéro 12, 2024, ISSN 2166-532X
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.48550/arxiv.2303.06996

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

Auteurs: M. D. Bouman, Johan H. Mentink
Publié dans: SciPost Physics, Numéro 17, 2024, ISSN 2542-4653
Éditeur: Stichting SciPost
DOI: 10.21468/SCIPOSTPHYS.17.6.159

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

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

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

Auteurs: Fedianin, A.; Fedianin, A.; Kalashnikova, Alexandra M.; Mentink, J.H.
Publié dans: Physical Review B, Numéro 110, 2024, ISSN 2469-9950
Éditeur: 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

Auteurs: 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
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 20, 2023, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/PHYSREVAPPLIED.20.014021

The role of magnetic dipolar interactions in skyrmion lattices

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

Realizing Quantitative Quasiparticle Modeling of Skyrmion Dynamics in Arbitrary Potentials

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

Noise-based local learning using stochastic magnetic tunnel junctions

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

Pattern recognition in reciprocal space with a magnon-scattering reservoir

Auteurs: L. Körber, C. Heins, T. Hula, J.-V. Kim, S. Thlang, H. Schultheiss, J. Fassbender, K. Schultheiss
Publié dans: Nature Communications, Numéro 14, 2023, ISSN 2041-1723
Éditeur: 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

Auteurs: Beermann, Nicolas; Fabretti, Savio; Hafez, Hassan A.; Syskaki, Maria-Andromachi; Kononenko, Iryna; Jakob, Gerhard; Kläeui, Mathias; Turchinovich, Dmitry
Publié dans: Nanophotonics, Numéro 13, 2024, ISSN 2192-8614
Éditeur: Science Wise Publishing, The Netherlands
DOI: 10.25358/OPENSCIENCE-10556

Gesture recognition with Brownian reservoir computing using geometrically confined skyrmion dynamics

Auteurs: Grischa Beneke, Thomas Brian Winkler, Klaus Raab, Maarten A. Brems, Fabian Kammerbauer, Pascal Gerhards, Klaus Knobloch, Sachin Krishnia, Johan H. Mentink, Mathias Kläui
Publié dans: Nature Communications, Numéro 15, 2024, ISSN 2041-1723
Éditeur: 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

Auteurs: 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,
Publié dans: Nature Communications, Numéro 16, 2025, ISSN 2041-1723
Éditeur: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1038/S41467-025-64235-Y

Brownian reservoir computing realized using geometrically confined skyrmion dynamics

Auteurs: K. Raab, M. A. Brems, G. Beneke, T. Dohi, J. Rothörl, F. Kammerbauer, J. H. Mentink, M. Kläui
Publié dans: Nature Communications, Numéro 13, 2022, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.48550/arxiv.2203.14720

Perspective on unconventional computing using magnetic skyrmions

Auteurs: O. Lee, R. Msiska, M. A. Brems, M. Kläui, H. Kurebayashi, K. Everschor-Sitte
Publié dans: Applied Physics Letters, Numéro 122, 2023, ISSN 1077-3118
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.48550/arxiv.2303.00708

The 2024 magnonics roadmap

Auteurs: 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
Publié dans: Journal of Physics: Condensed Matter, Numéro 36, 2024, ISSN 0953-8984
Éditeur: IOP Publishing
DOI: 10.1088/1361-648X/AD399C

Coarse-graining collective skyrmion dynamics in confined geometries

Auteurs: T. B. Winkler, J. Rothörl, M. A. Brems, G. Beneke, H. Fangohr, and M. Kläui
Publié dans: Applied Physics Letters, Numéro 124, 2024, ISSN 1077-3118
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.48550/ARXIV.2303.16472

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

Auteurs: L. Schnitzspan, M. Kläui, G. Jakob
Publié dans: Applied Physics Letters, Numéro 123, 2023, ISSN 1077-3118
Éditeur: American Institute of Physics
DOI: 10.48550/ARXIV.2307.15165

Harnessing orbital Hall effect in spin-orbit torque MRAM

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