Spinnvågor i nanoformat kan ersätta mikrovågor
Svenska forskare blev först i världen med att bevisa att teorierna om de nanostora spinnvågorna stämmer. Därmed öppnas helt nya möjligheter att ersätta mikrovågsteknik i till exempel mobiltelefoner och trådlösa nätverk med mycket mindre, billigare och resurssnålare komponenter.
Studien presenteras i den vetenskapliga tidskriften Nature Nanotechnology och bakom den står bland annat Johan Åkerman, en av Framtidens forskningsledare från SSF.
För att synliggöra spinnvågors utbredning från magnetiska nanokontakter har forskargruppen använt ett av de tre avancerade spinnvågsmikroskop som finns i världen, vid universitetet i italienska Perugia. I mikroskopet kan man titta på dynamiska egenskaper hos komponenter med en upplösning på cirka 250 nanometer.
– Vårt sätt att bygga magnetiska nanokontakter, i kombination med specialmikroskopet gjorde att vi lyckades, säger professor Johan Åkerman vid institutionen för fysik vid Göteborgs universitet.
Runt en magnetisk nano-kontakt breder spinnvågorna ut sig som ringar på vattnet.Nytt forskningsområde
Att man nu kan titta på spinnvågornas utbredning bekräftar teoretiska förutsägelser som har varit obekräftade i nästan tio år. Upptäckten banar också väg för ett nytt forskningsområde; magnonik, som använder magnetiska vågor i nanoformat.
– Jag tror våra resultat blir startskottet för en mycket stark utveckling av magnoniska komponenter och kretsar. Det som är särskilt spännande med dessa komponenter är att de drivs av en helt vanlig likström som sedan omvandlas till spinnvågor i mikrovågsområdet, vars frekvens kan kontrolleras direkt av strömmen. Det öppnar för helt nya funktioner.
Tack vare magneto-optiska och metalliska egenskaper kan magnonisk teknologi integreras med traditionell mikrovågselektronik, vilket öppnar för tidigare helt oprövade kombinationer av tekniker. Magnoniska komponenter passar också mycket bättre för miniatyrisering än traditionell mikrovågsteknik.
Projektet är ett samarbete mellan KTH, Göteborgs Universitet, och University of Perugia i Italien.
Artikeln Direct observation of a propagating spin wave induced by spin-transfer torque är publicerad online i den vetenskapliga tidskriften Nature Nanotechnology.