変調周期構造を持つマグノニック結晶のマグノン情報処理への応用

调制周期结构磁振子晶体在磁振子信息处理中的应用

基本信息

批准号：
22K04208
负责人：
眞砂卓史
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Fukuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04208/
关键词：
スピン波マグノニック結晶

项目摘要

フィボナッチ数列を利用した準周期マグノニック結晶について、マイクロマグネティックシミュレーションを行い、ミニバンドの形成や、異常な非相反性について詳しく調べた結果を論文にまとめた。スピン波分散関係から、予想される周期の1/3周期の特性が表れており、今後この理由について解明を進める。また、アンテナに周期構造をとりれる蛇行形状アンテナを用いて、特定の波数をもつスピン波を励起および検出する研究を行った。励起と検出で波数の異なる蛇行アンテナを用いた際の誘導電流により検出したスピン波の特性を実験とシミュレーションの両面から調査した。ここで、シミュレーションは有限要素法を用い、磁性体内の動的磁化の様子だけでなく、検出におけるアンテナの誘導電流を計算する技術を開発した。これまでは強磁性体内の動的磁化の解析結果をスピン波信号と考えていたが、蛇行アンテナでは検出時に波数制限が加わるので、従来手法では予想される信号を計算できない。新しいシミュレーション法によって、実験と同じ条件で得られるデータを取得することができ、実験結果と非常によい一致を得ることに成功した。励起において、シミュレーションではアンテナ本数がそれほど多くないことから、指定波数まわりのスピン波もサテライトとして同時に励起されていることがわかった。しかし、励起・検出ともに同じアンテナ形状の場合、指定波数のスピン波のみを効率よく検出できることがわかった。一方、励起と検出のアンテナ形状が異なる場合、メインで励起された波数のスピン波の検出はかなり抑えられ、サテライトとして励起されている成分の中から、検出アンテナで指定した波数のスピン波が優先的に検出されることがわかった。今後、マグノニック結晶で観測されたブリルアンゾーンの折り返しピークの検出に適用していく予定である。

我们使用斐波那契数列对准周期磁振子晶体进行了微磁模拟，并在论文中总结了我们对迷你能带形成和异常非互易性的详细研究结果。从自旋波色散关系来看，出现了周期为预期周期1/3的特征，我们将继续阐明其原因。我们还进行了使用具有周期性结构的曲折天线激发和检测具有特定波数的自旋波的研究。我们通过实验和模拟研究了使用具有不同波数的曲折天线进行激励和检测的感应电流检测到的自旋波的特性。在这里，我们使用有限元方法进行模拟，开发了一种技术，不仅可以计算磁体中的动态磁化状态，还可以计算检测时天线中的感应电流。迄今为止，铁磁材料动态磁化强度的分析结果一直被认为是自旋波信号，但由于曲折天线对检测施加了波数限制，因此不可能使用传统方法计算预期信号。利用新的模拟方法，他们能够在与实验相同的条件下获得数据，并成功地获得了与实验结果非常吻合的结果。在激励中，由于模拟中的天线数量并没有那么多，发现指定波数附近的自旋波也同时被激励为卫星。然而，人们发现，当激励和检测的天线形状相同时，只能有效地检测到指定波数的自旋波。另一方面，如果激励天线和检测天线的形状不同，则主要激励的波数的自旋波的检测被显着抑制，并且优先考虑具有由下式指定的波数的自旋波：发现作为卫星被激发的部件中的检测天线被检测到。未来，我们计划应用这种方法来检测在磁波晶体中观察到的布里渊区折叠峰。