Спин-волновой транспорт в реконфигурируемых структурах ферромагнетик/антиферромагнетик для невзаимных устройств мультиплексирования информационного сигнала

Проект направлен на создание и исследование управляемых локальным магнитным полем композитных магнонных структур: ферромагнитная пленка/антиферромагнетик. Рассматриваемый класс структур является важным при создании устройств спин-волновой логики на основе управляемой фазовыми переходами в антиферромагнитных слоях интерференции спиновых волн в ферромагнитном слое. В проекте планируется использование концепции планарных латеральных магнонных структур на основе ферромагнитных(ФМ) плёнок вместе с локально управляемыми антиферромагнитными (АФМ) элементами. Управление пространственно-частотной селекцией спиновых волн в вферромагнитной подсистеме предложенных структур будет осуществлено локально наведенным магнитным полем антиферромагнитного слоя Fe-Rh в результате АФМ-ФМ фазового перехода при облучении слоя Fe-Rh сфокусированным лазерным излучением и/или приложением постоянного электрического поля к пьезослою, находящемуся в жесткой связи с ФМ-АФМ системой. Слой пьезоэлектрика при этом наводит сосредоточенные упругие деформации, что позволяет добиться локальности пространственной области в АФМ слое, внутри которой имеет место фазовый переход. В первый год выполнения проекта будут исследованы слоистые структуры на основе плёнок железо-иттриевого граната (ЖИГ) и слоёв Fe-Rh. Локальное изменение свойств слоя Fe-Rh будет приводить к локальному изменению свойств ЖИГ, что будет обуславливать возможность управления амплитудой и фазой сигнала в слоистой структуре. Во второй год планируется исследование свойств невзаимности спин-волнового сигнала в двуслойной интерфейсной структуре ЖИГ/Fe-Rh, изготовленной методом напыления АФМ слоя на латеральную ФМ структуру. Топология латеральной системы на поверхности ФМ пленки обеспечивает эффекты управляемой дипольной связи спиновых волн, распространяющихся в сосредоточенных ФМ элементах, расположенных на одной подложке. При этом предлагается разработать концепцию многоканального управляемого де/мультиплексора спин-волнового сигнала, на основе интерфейсных эффектов возникающих на границе раздела ФМ/АФМ. Проект будет состоять из технологической части, посвящённой созданию слоистых и интерфейсных структур. В теоретической части проекта планируется выявление механизмов двойного управления латеральным спин-волновым транспортом: путем локальной вариации поля подмагничивания, путем использования локального лазерного облучения. Для рассматриваемых эффектов будут построены модели на основе микромагнитного моделирования процессов распространения спиновых волн в многослойной ФМ/АФМ спин-волноведущей структуре. В экспериментальной части проекта будет проведено измерение изготовленных структур методом микроволновой и Мандельштам-Бриллюэновской спектроскопии с пространственным и временным разрешением. Предложенные структуры могут найти применение для устройств спин-волновой логики на основе градиентных, латеральных и вертикальных топологий магнонных сетей, выполняющих функции генерации и обработки информационного сигнала.