Magnetic thin-film insulator with ultra-low spin wave damping for coherent nanomagnonics.
Magnetic thin-film insulator with ultra-low spin wave damping for coherent nanomagnonics.
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DOI：
10.1038/srep06848
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发表时间：
2014-10-30
影响因子：
4.6
通讯作者：
Grundler D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yu H;Kelly Od;Cros V;Bernard R;Bortolotti P;Anane A;Brandl F;Huber R;Stasinopoulos I;Grundler D
固态波控制为现代信息技术开辟了新的途径。基于表面声波的设备作为大众市场产品存在于1亿部蜂窝电话中。自旋波（磁振子）将在今天的数据处理和安全实现中提供推动，即，图像处理和语音识别。然而，迄今为止实现的纳米磁装置遭受金属铁磁体中通常总计为几个10微米的相对短的阻尼长度。在这里，我们证明了纳米厚的YIG薄膜克服了阻尼鸿沟。使用传统的共面波导，我们激发一个大系列的短波长自旋波（SW）。从数据中，我们估计约600微米的阻尼长度的宏观。固有阻尼参数甚至表明约1 mm的创纪录值，允许基于磁的纳米技术具有超低阻尼。 此外，在大波矢SW被发现表现出相关的纳米SW逻辑的新概念的非互易性。我们希望我们的研究结果提供的基础上，相干数据处理与SW在GHz的速率和大型阵列的细胞磁阵列，从而提高了设想的图像处理和语音识别。
Wave control in the solid state has opened new avenues in modern information technology. Surface-acoustic-wave-based devices are found as mass market products in 100 millions of cellular phones. Spin waves (magnons) would offer a boost in today's data handling and security implementations, i.e., image processing and speech recognition. However, nanomagnonic devices realized so far suffer from the relatively short damping length in the metallic ferromagnets amounting to a few 10 micrometers typically. Here we demonstrate that nm-thick YIG films overcome the damping chasm. Using a conventional coplanar waveguide we excite a large series of short-wavelength spin waves (SWs). From the data we estimate a macroscopic of damping length of about 600 micrometers. The intrinsic damping parameter suggests even a record value about 1 mm allowing for magnonics-based nanotechnology with ultra-low damping. In addition, SWs at large wave vector are found to exhibit the non-reciprocal properties relevant for new concepts in nanoscale SW-based logics. We expect our results to provide the basis for coherent data processing with SWs at GHz rates and in large arrays of cellular magnetic arrays, thereby boosting the envisioned image processing and speech recognition.
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