[發(fā)明專(zhuān)利]一種探測(cè)自旋波信息傳輸頻率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810063218.X
• 申請(qǐng)日: 2018-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108279065B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)鵬;張北寧;王振宇;曹云姍;王向榮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01H17/00
• 分類(lèi)號(hào): G01H17/00
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

一種探測(cè)自旋波信息傳輸頻率的方法，屬于自旋波探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明在載有待測(cè)自旋波的磁疇壁一側(cè)激發(fā)一個(gè)入射自旋波，使得入射自旋波穿過(guò)磁疇壁且與待測(cè)自旋波相互作用形成透射自旋波，分析得到透射自旋波與入射自旋波之間頻率的間隔即為沿磁疇壁傳播的自旋波的頻率。本發(fā)明能夠動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)并解析得到沿磁疇壁傳播的自旋波的頻率和波矢信息，相較現(xiàn)階段采用布里淵光散射光譜技術(shù)(BLS)探測(cè)磁疇壁里面?zhèn)鞑サ淖孕ㄐ畔⒍裕景l(fā)明無(wú)需確定磁疇壁的精確位置，并且不會(huì)破壞磁結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了在信息傳遞過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)還具有操作簡(jiǎn)便、成本低、探測(cè)效果好的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自旋波探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種探測(cè)自旋波信息傳輸頻率的方法。

背景技術(shù)

就目前而言，我們通常使用和制造的微波鐵氧體器件，大都是利用了鐵氧體中的磁矩圍繞外磁場(chǎng)一致進(jìn)動(dòng)的性質(zhì)。而事實(shí)上，一致進(jìn)動(dòng)僅僅是磁矩運(yùn)動(dòng)的一種形式。相鄰磁矩間相位、振幅不相等的非一致進(jìn)動(dòng)也是存在的，這種非一致進(jìn)動(dòng)形式，一般稱(chēng)之為自旋波。隨著對(duì)自旋波研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)自旋波可以作為信息的傳遞載體，并且具有獨(dú)特的傳播特性：在信息傳遞過(guò)程中不會(huì)使電子發(fā)生移動(dòng)。因此利用自旋波來(lái)傳遞信息能夠避免焦耳熱的問(wèn)題，更加有效的減小信息傳輸過(guò)程中的損耗。并且由于自旋波的波長(zhǎng)很短，比同頻率的電磁波的波長(zhǎng)小很多，這樣順應(yīng)了器件的微小型化的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，自旋波易于激發(fā)，易于檢測(cè)，信息存儲(chǔ)密度大，功耗小，易耦合。因此，自旋波成為了繼現(xiàn)代以電子、光為信息載體的下一代信息技術(shù)的理想信息載體。

處理自旋波信息的基礎(chǔ)部件中最不可或缺的就是用來(lái)傳輸自旋波的導(dǎo)線。大量研究表明，磁疇壁相當(dāng)于一個(gè)勢(shì)阱，當(dāng)自旋波的能量比較低時(shí)，自旋波被束縛在磁疇壁中，且只能沿著磁疇壁傳播，這種狀態(tài)稱(chēng)為束縛態(tài)。磁疇壁具有的這一性質(zhì)能夠被用來(lái)做自旋波傳輸?shù)耐ǖ溃唧w參考K.Wagner等人發(fā)表的文章《Magnetic domain walls asreconfigurable spin-wave nanochannels》(《磁疇壁作為可重構(gòu)的自旋波納米通道》)以及Jin Lan等人發(fā)表的文章《Spin-Wave Diode》(《自旋波二極管》)。上述方法在一定程度上保證了信息傳遞的安全性，但是隨之而來(lái)的問(wèn)題就是如何對(duì)磁疇壁里面的自旋波信息進(jìn)行探測(cè)。目前主要采用布里淵光散射光譜技術(shù)(BLS)，BLS技術(shù)對(duì)于光強(qiáng)控制要求嚴(yán)苛，如果強(qiáng)度太大會(huì)減小材料的飽和磁化強(qiáng)度甚至是破壞材料的磁性結(jié)構(gòu)；同時(shí)，BLS技術(shù)是通過(guò)線掃描方式來(lái)探測(cè)，由于自旋波是束縛在磁疇壁且只能沿著磁疇壁傳播，因此只有當(dāng)掃描光精確到達(dá)磁疇壁位置時(shí)才能讀取磁疇壁內(nèi)的自旋波信息，如果掃描間隔較大會(huì)遺漏磁疇壁的位置信息，但是如果掃描間隔設(shè)置的很小，通常需要復(fù)雜的操作和花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，操作起來(lái)并不方便，探測(cè)效率低。因此，由于精準(zhǔn)地確定載有信息的磁疇壁的位置難度高以及線掃描方式自身的局限性，限制了基于BLS技術(shù)探測(cè)磁疇壁內(nèi)自旋波信息在實(shí)際中的應(yīng)用。綜上所述，如何探測(cè)磁疇壁內(nèi)的自旋波信息成為了本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上文所述，本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種操作簡(jiǎn)單、有效，成本低的方法來(lái)解析沿磁疇壁傳播的自旋波信息。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：

一種探測(cè)自旋波信息傳輸頻率的方法，其特征在于：在已知位置且載有待測(cè)自旋波的磁疇壁一側(cè)激發(fā)一個(gè)入射自旋波，使得入射自旋波穿過(guò)所述磁疇壁且與待測(cè)自旋波相互作用形成透射自旋波，在磁疇壁另一側(cè)探測(cè)透射自旋波，透射自旋波與入射自旋波之間頻率的間隔即為沿磁疇壁傳播的待測(cè)自旋波的頻率。

進(jìn)一步地，在磁性材料上確定載有待測(cè)自旋波的磁疇壁的位置是利用磁力顯微鏡或者磁光克爾顯微鏡直接觀測(cè)后根據(jù)所用顯微鏡的比例尺度對(duì)應(yīng)到磁性材料相應(yīng)位置。

進(jìn)一步地，在磁性材料上確定載有待測(cè)自旋波的磁疇壁的位置是先將鐵磁粉末的膠體懸浮液涂覆在磁性材料表面，然后利用金相顯微鏡觀測(cè)后根據(jù)所用顯微鏡的比例尺度對(duì)應(yīng)到磁性材料相應(yīng)位置。