Antiferromagnetic Spin Torque Devices for Terahertz Applications

用于太赫兹应用的反铁磁自旋扭矩装置

基本信息

  • 批准号:
    1029796
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-09-15 至 2014-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Objective: Development of very high speed nanoscale magnetic devices in which current induced spin torque is used to initiate and control ultrafast spin dynamics in antiferromagnets. Intellectual Merit: In antiferromagnets the sublattice moments are coupled via strong exchange fields that cause the frequencies of the spin-wave modes to be in the 1.0-3.0 terahertz range, and, consequently, spin dynamics in antiferromagnets evolve on sub-picosecond time-scales. Antiferromagnets offer the promise of increasing the operating speeds of magnetic devices by 2-3 orders of magnitude. The proposed research aims to develop a new family of nanoscale magnetic devices, such as oscillators and switches, in which current induced spin torque is used to initiate and control spin dynamics in antiferromagnetic spin valves. The research proposed here is transformative and would not just open new doors for ultrahigh speed nanoscale devices but also contribute significantly towards the understanding of the fundamental material science and spin physics of antiferromagnets.Broader Impacts: The proposed project will support the research of two graduate students and two undergraduate students at Cornell University and provide a rich set of areas for graduate student research. The PI will introduce a new 2-3 credit hour freshman/sophomore level course related to nanosciences with the goal of attracting freshmen/sophomores to related disciplines. The PI and the graduate students will participate in Cornell's K-12 outreach efforts by developing an introductory workshop on nanostructures, with a laboratory component, for high school students. Under a USAID international development program the PI will help organize teacher training workshops in Pakistan..
目的:发展超高速奈米级磁性元件,其中电流感应自旋力矩被用来引发和控制反铁磁体中的超快自旋动力学。智力优势:在反铁磁体中,亚晶格磁矩通过强交换场耦合,导致自旋波模式的频率在1.0-3.0太赫兹范围内,因此,反铁磁体中的自旋动力学在亚皮秒时间尺度上发展。反铁磁体提供了将磁性设备的操作速度提高2-3个数量级的希望。拟议的研究旨在开发一种新的纳米级磁性器件,如振荡器和开关,其中电流诱导的自旋力矩用于启动和控制反铁磁自旋阀中的自旋动力学。这里提出的研究是变革性的,不仅将打开新的大门,超高速纳米器件,但也有助于对基础材料科学和反铁磁体自旋物理的理解显着。更广泛的影响:拟议的项目将支持两个研究生和两个本科生在康奈尔大学的研究,并提供了一个丰富的领域,研究生的研究。PI将推出一个新的2-3学分的大一/大二水平的课程与纳米科学相关的吸引新生/大学生到相关学科的目标。PI和研究生将参与康奈尔大学的K-12推广工作,为高中生开发一个关于纳米结构的介绍性研讨会,其中包括实验室部分。根据美国国际开发署的一项国际发展计划,PI将帮助在巴基斯坦组织教师培训讲习班。

项目成果

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