Een onderzoeksgroep onder leiding van assistent-professor Taichi Goto aan de Toyohashi University of Technology heeft, Voor de eerste keer, demonstreerde stopbanden die de voortplanting van specifieke frequentiecomponenten van voorwaartse volume-spingolven voorkomen. Deze worden overgedragen door magnetische isolatoren zonder stroom, en zou kunnen worden toegepast op de volgende generatie geïntegreerde schakelingen (IC's).

Verder, tussen de spingolven die zijn bevestigd, voorwaartse volume-spingolven zijn het meest geschikt voor informatieoverdracht in IC-chips, en er zijn hoge verwachtingen van hun toepassing. Echter, tot nu, ruis in voorwaartse volume spingolven was groot, en de stopbanden, die behoren tot de fundamentele fysieke verschijnselen, niet kon worden waargenomen. Bij deze demonstratie een magnetische isolator werd gecombineerd met metaal om de ruis in voorwaartse volume-spingolven te onderdrukken, en de expressie van stopbanden werd experimenteel bevestigd.

Dit onderzoek werd gezamenlijk uitgevoerd door universitair docent Taichi Goto, doctoraat student Kei Shimada, Universitair hoofddocent Yuichi Nakamura, Professor Hironaga Uchida, en professor Mitsuteru Inoue van de Toyohashi University of Technology. Aanvullend, de monsters die voor het experiment werden gebruikt, werden bereid in het kader van een gezamenlijk onderzoeksinitiatief met Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.

Als gevolg van een toename van de energiedichtheid die gepaard gaat met een grotere integratie, chiptemperaturen zijn hoog geworden, gebreken veroorzaken. Daarom, de ontwikkeling van spingolf-IC-chips die informatie kunnen verwerken door spin in plaats van elektronen te verzenden, zou de warmteontwikkeling sterk verminderen. specifiek, spingolven die door magnetische isolatoren reizen, hebben het voordeel van een laag energieverlies en transmissie over lange afstanden. Verder, tussen de spingolven waarvan het bestaan ​​is bevestigd, Voorwaartse volume-spingolven die in alle richtingen uitzenden, zouden het meest geschikt zijn voor IC's omdat ze zowel diagonaal of in gebogen vormen als lineair kunnen worden bedraad. Anderzijds, deze voorwaartse volume spingolven zijn luidruchtig, en verschillende fundamentele spingolfverschijnselen zijn nog niet aangetoond. Demonstratie van deze fundamentele principes is onmisbaar voor de ontwikkeling van IC-chips en is een belangrijk onderwerp geworden.

Nutsvoorzieningen, een onderzoeksgroep onder leiding van Taichi Goto van de Toyohashi University of Technology meldt dat ze een yttrium-ijzer-granaat (YIG) - een oxide-eenkristal dat bekend staat als een magnetische isolator - hebben gecombineerd met twee metalen (goud en koper) om ruis te onderdrukken. Door deze aanpak, het onderzoeksteam was in staat om de expressie van stopbanden in voorwaartse volume spingolven voor het eerst experimenteel te bevestigen.

In dit onderzoek, ze maakten een systeem dat de voortplanting van spingolven kon simuleren met behulp van een driedimensionaal model (Figuur 1) met dezelfde schaal als echte spingolven. Met behulp van dit systeem, een steekproefstructuur werd bepaald waar de ruis klein was en in welke stopbanden, die een van de fundamentele spingolfverschijnselen zijn, zou worden uitgesproken. Een stopband laat geen spingolfcomponenten van een specifieke frequentie door, en stopbanden worden ook uitgedrukt in andere golven, zoals elektromagnetische golven inclusief licht.

Volgende, monsters werden zo dicht mogelijk bij de simulatie geplaatst. Figuur 2 toont een monster bereid met materialen van Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Beide uiteinden van de yttrium-ijzer-granaat (die werd verwerkt tot een draadvorm) waren bedekt met een gouden film om ruis te onderdrukken, en door een koperfolie in strepen te schikken als een zebrapad, het onderzoeksteam probeerde de verspreiding van specifieke frequenties te belemmeren. Door dit monster werden spingolven van verschillende frequenties geleid en werden de transmissiekarakteristieken gemeten. Als resultaat, stopbanden werden uitgedrukt zoals weergegeven in figuur 3. Door deze te vergelijken met de kenmerken van monsters zonder gestreept koper, de onderzoekers merkten op dat de expressie van stopbanden te wijten is aan het gestreepte koper. Ook, de experimentele resultaten en de berekeningsresultaten komen goed overeen. De resultaten kunnen worden voorspeld door simulatie vóór het experiment, wat leidt tot het potentieel voor efficiënte spingolf-IC-ontwikkeling.

De veelbelovende resultaten van dit onderzoek kunnen in de toekomst worden gebruikt voor toepassingen zoals spingolffilters in spingolf-IC-chips. In aanvulling, ze kunnen ook worden gebruikt om de transmissiesnelheid van spingolven te vertragen en om de rijrichting te regelen, bijdragen aan de ontwikkeling van kleinere chips die in staat zijn tot meer dichte informatieverwerking.