Magnetisk smörgås mellan två världar

En internationell forskargrupp med deltagande från SU skapar en bro mellan den makroskopiska världen och kvantvärlden.

Geometry-dependent SOT-driven magnetization dynamics
Geometry-dependent SOT-driven magnetization dynamics

Stefano Bonetti är forskare på Fysikum i Stockholm ingår i en internationell forskargrupp som leds av Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR). De har utvecklat en ny effektiv metod för att få elektromagnetiska vågor att interagera med mikroskopiska "spinnvågor", eller magnetiska vågor. Det är samma vågor som gör det möjligt för våra mobiltelefoner att kommunicera.

Experterna rapporterar i Nature Physics att deras experiment belyser den grundläggande mekanismen för denna tidigare okända process i enlighet med de teoretiska beräkningar som presenteras i samma artikel. Resultaten är ett viktigt steg i utvecklingen av ny, energisparande och magnetisk databehandlingsteknik.

"Kärnan i forskningen", rapporterar Bonetti, "är att vi i ett material har kunnat utlösa magnetiska vågor med en våglängd på en miljarddels meter och med mycket höga frekvenser (1000 GHz, tusen gånger snabbare än dagens processorer). Teoretiskt sett kan dessa vågor användas för att överföra information i miniatyriserade elektroniska komponenter med mycket höga frekvenser och låg energiförbrukning.

Det originella med dessa resultat är att de magnetiska vågorna i materialet skapades med hjälp av ljus med en våglängd som är en miljon gånger längre än de magnetiska vågorna själva. Detta är normalt sett omöjligt: det skulle vara som att försöka peta i strängen på en gitarr med ett plektrum som är en miljon gånger större än gitarren.

Genom att skapa en speciell "smörgås" av mycket tunna material kunde vi i stället kringgå detta problem som var ett av de största hindren för denna teknik. Det finns fortfarande andra problem, men det är ett grundläggande steg framåt som gör det möjligt för oss att skapa en bro mellan den makroskopiska värld där vi lever och kvantfysikens mikroskopiska värld.

Mer information

Coupling of terahertz light with nanometre-wavelength magnon modes via spin–orbit torque