Spinnvågor i nanoformat kan ersätta mikrovågor
En grupp forskare från Göteborgs universitet och KTH blev först i världen med att bevisa att teorierna om de nanostora spinnvågorna stämmer i verkligheten. Därmed öppnas helt nya möjligheter att ersätta mikrovågsteknik i till exempel mobiltelefoner och trådlösa nätverk med mycket mindre, billigare och resurssnålare komponenter. Studien presenteras i den vetenskapliga tidskriften Nature Nanotechnology.
– Vi har tävlat med två andra forskargrupper om att bli först om att slutgiltigt bevisa de teoretiska förutsägelser som har varit obekräftade i nästan tio år. Vårt sätt att bygga magnetiska nanokontakter, i kombination med det specialmikroskop som finns hos vår samarbetspartner, University of Perugia i Italien, gjorde att vi lyckades, säger professor Johan Åkerman vid institutionen för fysik vid Göteborgs universitet som leder forskargruppen för tillämpad spinntronik.
Forskningsprojektet som gått ut på att bevisa spinnvågors utbredning från magnetiska nanokontakter har pågått i två år. I höstas kunde gruppen indirekt bevisa spinnvågornas existens med hjälp av elektriska mätningar, vilket resulterade i en artikel i den vetenskapliga tidskriften Physical Review Letters. Den nya upptäckten uppmärksammas av Nature Nanotechnology som nu publicerar deras artikel.
För att synliggöra rörelsen har forskargruppen använt ett av de tre avancerade spinnvågsmikroskop som finns i världen, vid universitetet i italienska Perugia. I mikroskopet kan man titta på dynamiska egenskaper hos komponenter med en upplösning på cirka 250 nanometer.
Upptäckten banar väg för ett nytt forskningsområde; magnonik, som använder magnetiska vågor i nanoformat.
– Jag tror våra resultat blir startskottet för en mycket stark utveckling av magnoniska komponenter och kretsar. Det som är särskilt spännande med dessa komponenter är att de drivs av en helt vanlig likström som sedan omvandlas till spinnvågor i mikrovågsområdet, vars frekvens kan kontrolleras direkt av strömmen. Det öppnar för helt nya funktioner, säger Johan Åkerman som tror på en spännande utvecklingen de närmsta åren.
Tack vare magneto-optiska och metalliska egenskaper kan magnonisk teknologi integreras med traditionell mikrovågselektronik, vilket öppnar för tidigare helt oprövade kombinationer av tekniker. Magnoniska komponenter passar också mycket bättre för miniatyrisering än traditionell mikrovågsteknik.
Artikeln Direct observation of a propagating spin wave induced by spin-transfer torque är publicerad online i den vetenskapliga tidskriften Nature Nanotechnics. Läs artiklen: http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/abs/nnano.2011.140.html
Bildtext: Runt en magnetisk nano-kontakt breder spinnvågorna ut sig som ringar på vattnet.
Kontaktinformation
KONTAKT:
Johan Åkerman, professor vid institutionen för fysik, Göteborgs universitet
031- 786 91 47
0707- 10 43 60
johan.akerman@physics.gu.se
Animerade simuleringar av spinnvågor finns på vår Youtubekanal:
http://youtu.be/PFnLRXzl4uI – en komponent
Simulering av en magnetisk nano-kontakt som visar hur spinnvågorna breder ut sig som ringar på vattnet. Nanokontakten är 40 nanometer i diameter och spinnvågorna skapas i en 3 nanometer tunn film av en nickel-järn-legering.
http://youtu.be/EGV25mUxnmk – sex komponenter
Simulering av sex magnetiska nano-kontaker placerade i en cirkel för att illustrera att nano-kontakterna kan placeras i godtyckliga mönster. I det här fallet synkroniserar alla signalerna via de spinnvågor som skickas ut i den magnetiska filmen.
