2024年12月13日至14日,课题组王棋教授、硕士生郭梦莹和本科生王悦齐参加在厦门举办的第十三届全国磁性薄膜与纳米磁学会议。
王棋教授报告介绍了磁子自旋波在新型计算方式中的潜在优势和技术挑战,重点展示了实验室自主搭建的微聚焦布里渊光散射系统(μ-BLS)。该系统通过光子与磁子或声子的非弹性散射实现对自旋波频率、波矢等多维度物理量的高分辨率测量,结合高精度位移台和时间同步系统,具备空间和时间分辨能力,是研究线性及非线性自旋波动力学的核心工具。报告进一步探讨了深度非线性自旋波激发方式的优势。传统激发方式依赖窄天线以提升短波长自旋波的激发效率,而深度非线性方式则通过色散关系平移实现了超短波长自旋波的高效激发,并伴随自旋波双稳态等新奇现象,可应用于磁子中继器等器件。研究表明,通过合理设计纳米尺度自旋波波导,自旋波波长可在从几个微米到几十纳米的大范围内调节。这一成果为后续研究自旋波逻辑器件等磁子应用提供了理论支持和实验基础。
王悦齐报告介绍了基于前向体积自旋波(FVSWs)的快速可切换磁子单向激发的研究工作。该发射器利用天线传递直流电流(DC)产生的不对称奥斯特场,实现了纳秒级别的快速单向激发切换。在实验中,采用1 μm宽的金天线与1 μm宽的钇铁石榴石(YIG)波导相结合,通过施加320 mT的外部静态磁场饱和磁化,并利用微聚焦布里渊光散射系统(μBLS)测量自旋波强度。实验结果表明,DC信号产生的奥斯特场导致色散曲线不对称,从而形成频率间隙,通过选择合适频率实现单向激发,并可通过改变DC信号方向切换激发方向。此外,脉冲DC信号实验验证了切换速度,在10纳秒脉冲宽度下能够实现方向切换。实验结果与理论分析和微磁学仿真一致,为高速度磁子网络的实现提供了技术支持。
郭梦莹进行了海报展示,介绍了其关于可调磁子晶体的研究工作。磁子晶体是一类具有周期性磁特性的人工材料,通过设计其结构和调节外部条件,可以实现对自旋波传输禁带和导带的调控。传统静态磁子晶体的禁带频率特性在制备后固定,无法实现动态调节。针对这一局限性,提出了一种基于界面Dzhaloshinski-Moriya(DM)相互作用的新型可调磁子晶体。通过宽度周期性变化的CoFeB波导增强极化电流诱导的多普勒频移,实现了禁带频率的动态调节。微磁学仿真结果表明,引入界面DM相互作用后,禁带频率发生显著移动,验证了其对极化电流密度的增强作用。该研究为磁子晶体的动态调控提供了新思路,在磁子器件的应用中具有重要意义。