Assistent-professor Taichi Goto aan de Toyohashi University of Technology lichtte het mechanisme voor het genereren van ruis van de spingolf (SW) toe, de golf van een magnetisch moment uitgezonden door magnetisch oxide, en een manier gevonden om het te onderdrukken. Het grote geluid dat wordt gegenereerd door SW's die door magnetische oxiden reizen, vormt een belangrijk obstakel voor de toepassingen ervan. Echter, het werd duidelijk dat ruis onderdrukt kan worden door op de daarvoor bestemde plaatsen een dunne goudfilm aan te brengen. Deze methode zal naar verwachting worden toegepast op SW-apparaten zoals multi-input en multi-output fase-interferentie-apparaten voor SW's. De onderzoeksresultaten werden gerapporteerd in Journal of Physics D:Applied Physics op 15 juni, 2017.

Recente elektronische apparaten die halfgeleidermaterialen gebruiken, hebben moeite om te voldoen aan de vraag van een snelgroeiende informatiemaatschappij vanwege problemen zoals een hoge chiptemperatuur als gevolg van hoge integratie. Ontwikkeling van een logische SW-schakeling die informatie kan verwerken, en de warmteontwikkeling aanzienlijk onderdrukken door alleen SW's uit te zenden zonder zelf elektronen over te dragen, de aandacht heeft getrokken. SW's die zich voortplanten door magnetische oxiden hebben het voordeel van een laag energieverlies en een lange transmissieafstand. Anderzijds, omdat het verlies zo klein is, SW die wordt gereflecteerd aan het uiteinde van het materiaal of de interface met de elektrode, verstoort de doelspingolf. Dit fenomeen wordt SW-ruis genoemd, waardoor SW in het verleden ongeschikt is geworden voor toepassing.

De Spin Electronics Group van Toyohashi University of Technology ontdekte dat het vormen van een goudfilm met voldoende lengte aan het einde van een yttrium-ijzergranaat (YIG), dat een bekend magnetisch oxidemateriaal is, onderdrukt het genereren van onnodige SW's. In aanvulling, de groep ontdekte voor het eerst dat SW-ruis ook gevoelig is voor de positie van de goudfilm.

"Er zijn een reeks nieuwe apparaten die SW's gebruiken en bevindingen van nieuwe fenomenen, maar er is niet veel onderzoek gedaan om erachter te komen hoe SW's door magnetisch oxide kunnen worden overgedragen of om de oorzaak van het genereren van storende SW's op te helderen.", zei assistent-professor Goto.

De eerste auteur-mastercursusstudent Shimada die de simulatie uitvoerde, zei:"We hebben de fundamentele voortplantingskenmerken van de structuur geanalyseerd met behulp van goudfilm. Omdat deze methode de ruis aanzienlijk kan onderdrukken, het zal bijdragen aan de ontwikkeling van SW-apparaten die magnetisch oxide gebruiken. Verder, SW-logische circuits die fase-informatie gebruiken, kunnen worden gerealiseerd als de fasen van golven worden gestabiliseerd." SW-voortplantingskenmerken werden berekend en geanalyseerd op basis van de eindige-elementenanalysemethode, door een computer die een driedimensionaal model genereert dat dezelfde grootte heeft als het monster dat in het eigenlijke experiment is gebruikt. Een model met een paar elektroden voor opwindende SW's en een gouden film voor het verwijderen van ruis op het magnetische oxide werd gebruikt om erachter te komen hoe goudfilm de SW-voortplanting beïnvloedt door de lengte van magnetische oxidematerialen volledig te veranderen, de positie van de goudfilm, en de afstand tot de elektrode. Het resultaat toonde aan dat wanneer de afstand tussen de goudfilm en de elektroden lang is, een staande golf van SW's wordt gegenereerd, sterk geluid veroorzaken. De groep leerde dat de ruis onderdrukt kan worden door de goudfilm dicht genoeg bij de elektroden te plaatsen. Dit helpt de voortplantingskenmerken te verzachten, en realiseert een stabiel elementontwerp dat de invloed van sommige frequentievariaties en storingen op het gehele apparaat kan houden, aan de voortplantingskenmerken, klein.

Deze simulatie is een bekende methode met een hoge reproduceerbaarheid. Daarom, de methode zal naar verwachting in de toekomst worden toegepast op SW-apparaten zoals multi-input/multi-output fase-interferentie-apparaten voor SW.