Chipontwikkeling wordt bemoeilijkt door de stijgende temperaturen in moderne elektronische apparaten op basis van halfgeleidermaterialen. Daarom, de ontwikkeling van spinwave-geïntegreerde schakelingen (IC's) die informatieverwerking kunnen uitvoeren door spin te manipuleren, in plaats van warmteproducerende elektronenbewegingen, aandacht heeft gekregen. Binnen dit veld is spingolven die door een magnetische isolatorfilm worden uitgezonden, vertonen een laag energieverlies en maken transmissie over lange afstanden mogelijk. Anderzijds, om spingolven binnen een magnetische isolatorfilm uit te zenden, het was voorheen nodig om relatief grote permanente magneten aan de magnetische isolatorfilm te bevestigen, wat een probleem was voor het realiseren van spingolf-IC's.

Taichi Goto van de Toyohashi University of Technology en Caroline Ross van het Massachusetts Institute of Technology en anderen werkten samen om een ​​monokristallijne yttrium-ijzer-granaatfilm (YIG) te maken als magnetische isolator op meerdere substraten, en zenden de spingolven uit. Daarna bestudeerden ze de invloed van de grootte van de spanning in de magnetische isolatorfilm op een spingolf. Als resultaat, ze ontdekten dat als de spanningsgrootte groot is, spingolven worden uitgezonden, zelfs als de bevestigde permanente magneten zwak zijn. Dit komt omdat als er spanning is in de magnetische isolatorfilm, het heeft hetzelfde effect als het dicht bij elkaar plaatsen van zwakke permanente magneten.

Volgens assistent-professor Goto, "YIG is een van de meest opmerkelijke materialen van de laatste tijd, en nieuwe apparaten en nieuwe fenomenen die deze technologie gebruiken, inclusief spingolven, worden de een na de ander ontdekt. Onder deze ontdekkingen, we zijn toonaangevend in het ontwikkelen van spingolf-IC's met behulp van YIG. Vroeger, de relatie tussen de statische magnetische respons gecreëerd door stress en de dynamische respons die het gedrag van spingolven in YIG-film aangeeft, werd niet goed begrepen. Dit belangrijke ontwikkelingsstuk was wat we wilden neerzetten met dit onderzoek."

Takuya Yoshimoto, een research fellow van de Japan Society for the Promotion of Science (JSPS), die aan het vormen van de monsters hebben gewerkt, zei, "Dit onderzoek heeft een vergelijking opgeleverd die de relatie tussen spanning en spingolven in magnetische isolatorfilms weergeeft. Dit is niet alleen een zeer belangrijke stap in de richting van de realisatie van spingolf-IC's, maar versnelt ook de R&D op hoogfrequente magnetische eigenschappen in de GHz-band inclusief spingolven en magnetische materialen in de nano- en microschaal."

In dit onderzoek, een dunne YIG-film met een dikte van ongeveer 100 nm werd gevormd op drie granaatsubstraten met dezelfde granaatstructuur als YIG maar verschillende roosterconstanten met behulp van gepulste laserdepositie, en werd gebruikt om de kristalstructuur te onderzoeken, kristal stam, en spanningsgrootte. Een paar elektroden voor het opwekken en detecteren van spingolven werd gevormd op de gefabriceerde YIG met behulp van elektronenstraallithografie, en de relatie tussen het externe magnetische veld en de voortplantingsfrequentie van de spingolf werd gemeten. De dispersievergelijking van de spingolf inclusief de verandering in magnetische anisotropie als gevolg van kristalspanning werd berekend, en er werd bevestigd dat de berekende resultaten bijna gelijk waren aan de gemeten resultaten. Ook, door de grootte van de gegenereerde spanning te veranderen, de grootte van de magneet die nodig was om de spingolf op te wekken, kon ongeveer 2,5 keer worden verkleind in vergelijking met het geval zonder spanning. Als resultaat, het hele spingolf-IC kan worden geminiaturiseerd, en het apparaat kan op een chip worden gefabriceerd. In de toekomst, het onderzoeksteam zal het spingolf multi-input/output fase-interferentieapparaat van deze techniek toepassen op echte spingolfapparaten, met als eerste doel het aantonen van de functie van een op een chip gefabriceerd spingolf-IC.