Sterke wisselende magnetische velden kunnen worden gebruikt om een ​​nieuw type spingolf te genereren dat eerder alleen theoretisch was voorspeld. Dit werd voor het eerst bereikt door een team van natuurkundigen van de Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU). Ze rapporteren over hun werk in Nature Communications en leveren de eerste microscopische beelden van deze spingolven.

Het basisidee van spintronica is om een ​​speciale eigenschap van elektronen - spin - te gebruiken voor verschillende elektronische toepassingen zoals data- en informatietechnologie. De spin is het intrinsieke impulsmoment van elektronen dat een magnetisch moment produceert. Door deze magnetische momenten te koppelen, ontstaat het magnetisme dat uiteindelijk zou kunnen worden gebruikt in informatieverwerking. Wanneer deze gekoppelde magnetische momenten plaatselijk worden opgewekt door een magnetische veldpuls, kan deze dynamiek zich als golven door het materiaal verspreiden. Deze worden spingolven of magnonen genoemd.

Een speciaal type van die golven vormt de kern van het werk van de fysici uit Halle. Normaal gesproken produceert de niet-lineaire excitatie van magnons gehele getallen van de uitgangsfrequentie - 1.000 megahertz wordt bijvoorbeeld 2.000 of 3.000.

"Tot nu toe werd alleen theoretisch voorspeld dat niet-lineaire processen spingolven kunnen genereren bij hogere half-gehele veelvouden van de excitatiefrequentie", legt professor Georg Woltersdorf van het Institute of Physics bij MLU uit. Het team heeft nu experimenteel kunnen aantonen welke omstandigheden nodig zijn om deze golven op te wekken en hun fase te beheersen. Fase is de toestand van de oscillatie van een golf op een bepaald punt en tijdstip. "We zijn de eersten die deze excitaties in experimenten hebben bevestigd en hebben ze zelfs in kaart kunnen brengen", zegt Woltersdorf.

Volgens de fysicus kunnen de golven in twee stabiele fasetoestanden worden gegenereerd, wat betekent dat deze ontdekking mogelijk kan worden gebruikt in gegevensverwerkingstoepassingen, omdat computers bijvoorbeeld ook een binair systeem gebruiken. + Verder verkennen

Spintronica:hoe een atoomdunne isolator spins helpt transporteren