Распространение оптически возбуждаемых спиновых волн в перестраиваемых элементах магноники

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-22-00326

НазваниеРаспространение оптически возбуждаемых спиновых волн в перестраиваемых элементах магноники

Руководитель Шелухин Леонид Андреевич, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук , г Санкт-Петербург

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-207 - Магнитные явления

Ключевые слова Магноника, спиновые волны, лазерно-индуцированная спиновая динамика, волновые процессы, оптическая накачка-зондирование

Код ГРНТИ29.19.39

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на решение актуальной научной проблемы сверхбыстрого управления параметрами мультимодового распространения оптически возбуждаемых спиновых волн в перестраиваемых элементах магноники на основе металлических нанопленок. Магноника – направление в современной спинтронике, начавшее формироваться в последние несколько лет. В магнонике перенос спина осуществляется без переноса заряда за счет распространения спиновых волн, или когерентных магнонов, в магнитоупорядоченных структурах. Магноника имеет целый ряд преимуществ перед традиционной электроникой и даже спинтроникой, основанной на спин-поляризованных токах. Среди этих преимуществ особо выделяют возможность минимизировать тепловые потери, а также появление дополнительных степеней свободы в управлении переносом информации, связанных с волновой природой магнонов. Для успешного практического применения магноники в устройствах передачи и обработки информации важно исследовать распространение широкополосных импульсов спиновых волн в перестраиваемых микро- и нано-структурах, и в планарных волноводах в первую очередь. В рамках работ по Проекту планируется возбуждать спин-волновые пакеты фемтосекундными лазерными импульсами. К настоящему времени отсутствуют работы по исследованию распространения оптически возбуждаемых спиновых волн в металлических структурах, ограниченных в двух или трех направлениях. В таких структурах различные магнонные моды имеют сложный пространственный профиль, и эффективность их возбуждения и последующее взаимодействие различных мод будут зависеть от профиля возбуждающего оптического импульса. Для металлических волноводов с латеральными размерами порядка нескольких микрометров создание неоднородного по пространству возбуждающего поля традиционными микрополосковыми антеннами затруднительно. Однако, использование лазерных импульсов для возбуждения и детектирования спиновых волн в металлических планарных структурах в рамках работ по Проекту позволит выявить новые особенности взаимодействия различных волноводных мод, не наблюдаемые ранее. В дополнение к этому, применение лазерных импульсов приводит к локальному изменению магнитных параметров структур, что открывает дополнительные возможности для управления спиновыми волнами. Особенности такого управления на пикосекундных масштабах времени также являются актуальной задачей магноники и будут исследованы в рамках Проекта. В результате успешное выполнение задач Проекта приведет к демонстрации применимости подходов фемтомагнетизма в прототипах перестраиваемых элементов магноники, в частности демультиплексора и разветвителя.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Н.Е. Хохлов, Я.А. Филатов, П.И. Геревенков, А.М. Калашникова Spectrum evolution of magnetostatic waves exited via femtosecond laser pulses in anisotropic films VIII Euro-Asian Symposium «Trends in MAGnetism» EASTMAG–2022 Book of abstracts, volume I, p. 239 (год публикации - 2022)

2. П.И. Геревенков, Я.А. Филатов, А.М. Калашникова, Н.Е. Хохлов Особенности распространения оптически возбуждаемых магнитостатических волн в металлическом волноводе Труды школы-семинара ''Волны-2022'', Секция 8 «Магноника и спинтроника», стр. 4 (год публикации - 2022)

3. Я.А. Филатов, П.И. Геревенков, А.М. Калашникова, Н.Е. Хохлов Эволюция спектра и частотная модуляция лазерно-индуцированных спиновых волн в тонких пленках железа Труды школы-семинара ''Волны-2022'', Секция 8 «Магноника и спинтроника», стр. 56 (год публикации - 2022)

4. Геревенков П. И., Филатов Я. А., Калашникова А. М., Хохлов Н. Е. Unidirectional Propagation of Spin Waves Excited by Femtosecond Laser Pulses in a Planar Waveguide Physical Review Applied, 2, 19, 024062 (год публикации - 2023)
10.1103/PhysRevApplied.19.024062

5. Н. Е. Хохлов, Я. А. Филатов, А. М. Калашникова Spatial asymmetry of optically excited spin waves in anisotropic ferromagnetic film Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 589, 171514 (год публикации - 2023)
10.1016/j.jmmm.2023.171514

6. Федянин А.Е., Хохлов Н.Е., Калашникова А.М. Распространение лазерно-индуцированного пакета магнитостатических волн в псевдо-спиновом клапане в присутствии спиновой накачки Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики, 164, 4, 526 (год публикации - 2023)
10.31857/S004445102310005X

Публикации