Temperature Dependence of Spin Pinning and Spin-Wave Dispersion in Nanoscopic Ferromagnetic Waveguides
| Autor: | Heinz, B., Wang, Q., Verba, R., Vasyuchka, V.I., Kewenig, M., Pirro, P., Schneider, M., Meyer, T., Lägel, B., Dubs, C., Brächer, T., Dobrovolskiy, O.V., Chumak, A.V. |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2020 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Ukrainian Journal of Physics; Vol. 65 No. 12 (2020); 1094 Український фізичний журнал; Том 65 № 12 (2020); 1094 |
| ISSN: | 2071-0194 2071-0186 |
| DOI: | 10.15407/ujpe65.12 |
| Popis: | The field of magnonics attracts significant attention due to the possibility of utilizing information coded into the spin-wave phase or amplitude to perform computation operations on the nanoscale. Recently, spin waves were investigated in Yttrium Iron Garnet (YIG) waveguides with widths down to 50 nm and aspect ratios of thickness to width approaching unity. A critical width was found, below which the exchange interaction suppresses the dipolar pinning phenomenon, and the system becomes unpinned. Here, we continue these investigations and analyze the pinning phenomenon and spin-wave dispersion as functions of temperature, thickness, and material parameters. Higher order modes, the influence of a finite wavevector along the waveguide, and the impact of the pinning phenomenon on the spin-wave lifetime are discussed, as well as the influence of a trapezoidal cross-section and edge roughness of the waveguide. The presented results are of particular interest for potential applications in magnonic devices and the incipient field of quantum magnonics at cryogenic temperatures. На сьогоднi область магнонiки привертає значну увагу завдяки можливостi кодування iнформацiї за допомогою фази чи амплiтуди спiнової хвилi та подальшiй обробцi на нанометровому масштабi. Нещодавно були дослiдженi спiновiхвилi в хвилеводах залiзо-iтрiєвого гранату (ЗIГ) iз шириною до 50 нм i вiдношенням товщини до ширини, що наближається до одиницi. Знайдено критичну ширину, нижчеякої обмiнна взаємодiя пригнiчує явище дипольного закрiплення спiнiв i профiлi мод стають вiльними. У данiй статтi ми продовжуємо цi дослiдження та аналiзуємо дисперсiю спiнових хвиль i явище закрiплення спiнiв як функцiї температури, матерiальних параметрiв та товщини хвилеводу. Обговорюються особливостi вищих мод, вплив скiнченного хвильового числа вдовж хвилеводу, трапецiєвидного перерiзу хвилеводу та шорсткостi країв на дисперсiю спiнових хвиль, а також час життя спiн-хвильових мод. Представленi результати становлять особливий iнтерес для актуальної областi квантової магнонiки при крiогенних температурах. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|