Onderzoekers hebben direct en voor het eerst magneto-akoestische golven (geluidsgestuurde spingolven) waargenomen, die worden beschouwd als potentiële informatiedragers voor nieuwe berekeningsschema's. Deze golven zijn gegenereerd en waargenomen op hybride magnetische/piëzo-elektrische apparaten. De experimenten zijn ontworpen in een samenwerking tussen de Universiteit van Barcelona (UB), het Institute of Materials Science van Barcelona (ICMAB-CSIC) en de ALBA Synchrotron. De resultaten laten zien dat magneto-akoestische golven over lange afstanden kunnen reizen - tot centimeters - en grotere amplituden hebben dan verwacht.

De waarneming van de magnetisatiegolven werd uitgevoerd in een ferromagnetische dunne film van nikkel, die werd opgewekt door een vervormingsgolf (akoestische oppervlaktegolf genoemd, SAW) is ontstaan ​​in een piëzo-elektrische substraatlaag onder de nikkelfilm. Hoewel in verschillende systemen duidelijke interactie tussen akoestische golven en magnetisatiedynamiek is gemeld, zo ver, geen directe waarneming van de onderliggende magnetische excitaties bestond, het geven van een kwantificering van zowel tijd als ruimte.

Nu hebben onderzoekers gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven hun bevindingen:"We hebben een experiment ad hoc ontworpen om de magnetisatiedynamiek die wordt gegenereerd door akoestische oppervlaktegolven (SAW) in beeld te brengen en te kwantificeren. De resultaten laten duidelijk zien dat magnetisatiegolven bestaan ​​op verschillende frequenties en golflengten en dat het mogelijk is om golfinterferenties te creëren, " legt Ferran Macià uit, projectleider bij de UB en ICMAB.

De experimenten tonen interferentiepatronen van magnetisatiegolven en bieden nieuwe mogelijkheden voor het manipuleren van deze golven bij kamertemperatuur. "Onze magnetisatiegolven zijn gekoppeld aan de akoestische golven en dus, kan lange afstanden afleggen en grotere amplituden hebben dan spingolven, " legt Michael Foerster uit, beamline-wetenschapper van CIRCE-PEEM bij ALBA. Zo'n grote amplitude, langeafstandsgolven kunnen zeer geschikt zijn voor het dragen van informatie, gegevensverwerking, of het aandrijven van kleine motoren.

Het genereren van magnetisatiedynamica door akoestische golven heeft belangstelling gewekt omdat het enkele voordelen heeft ten opzichte van door magnetische velden geïnduceerde excitaties, zoals meer energie-efficiëntie, grotere ruimtelijke uitbreiding, of match van golflengten.

De experimenten werden uitgevoerd met behulp van PEEM (foto-emissie-elektronenmicroscopie) bij de CIRCE-bundellijn bij de ALBA Synchrotron om de magnetisatiegolven in beeld te brengen, die werden gesynchroniseerd met de synchrotron-lichtpulsen. "Omdat golven dynamische objecten zijn, dankzij deze synchronisatie werden ze afgebeeld met stroboscopische snapshots. Het X-ray magnetische circulaire dichroïsme (XMCD) effect werd gebruikt om magnetisch contrast in de afbeeldingen te verkrijgen, " legt Macia uit.