Le professeur assistant Taichi Goto à l'Université de technologie de Toyohashi a élucidé le mécanisme de génération de bruit de l'onde de spin (SW), l'onde d'un moment magnétique transmise à travers l'oxyde magnétique, et mis en place un moyen de le supprimer. Le bruit important généré par les SWs traversant les oxydes magnétiques a présenté un obstacle important à ses applications. Cependant, il est devenu clair que le bruit peut être supprimé en installant un mince film d'or aux endroits appropriés. Cette méthode devrait être appliquée aux dispositifs SW tels que les dispositifs d'interférence de phase multi-entrées et multi-sorties pour les SW. Les résultats de la recherche ont été rapportés dans Journal of Physics D :Physique appliquée le 15 juin, 2017.

Les dispositifs électroniques récents utilisant des matériaux semi-conducteurs ont du mal à répondre à la demande d'une société de l'information en croissance rapide en raison de problèmes tels qu'une température élevée de la puce due à une intégration élevée. Développement d'un circuit logique SW pouvant traiter des informations, et supprimer considérablement la génération de chaleur en ne transmettant que les SW sans transférer les électrons eux-mêmes, a attiré l'attention. Les SW qui se propagent à travers les oxydes magnétiques ont l'avantage d'une faible perte d'énergie et d'une longue distance de transmission. D'autre part, comme la perte est si petite, Les SW réfléchis à l'extrémité du matériau ou à l'interface avec l'électrode perturbent l'onde de spin cible. Ce phénomène est appelé bruit SW, ce qui a rendu SW impropre à l'application dans le passé.

Le groupe Spin Electronics de l'Université de technologie de Toyohashi a découvert que la formation d'un film d'or d'une longueur suffisante à l'extrémité d'un grenat de fer yttrium (YIG), qui est un matériau d'oxyde magnétique bien connu, supprime la génération de SW inutiles. En outre, le groupe a découvert pour la première fois que le bruit SW est également sensible à la position du film d'or.

"Il existe une série de nouveaux appareils utilisant des logiciels et des découvertes de nouveaux phénomènes, pourtant, il n'y a pas eu beaucoup de recherches sur la façon de transmettre les SW à travers l'oxyde magnétique ou d'élucider la cause de la génération de SW perturbateurs. ", a déclaré le professeur adjoint Goto.

Le premier étudiant du cours de master auteur Shimada qui a dirigé la simulation a déclaré :"Nous avons analysé les caractéristiques fondamentales de propagation de la structure à l'aide d'un film d'or. Étant donné que cette méthode peut supprimer considérablement le bruit, il contribuera au développement de dispositifs SW qui utilisent l'oxyde magnétique. Par ailleurs, Les circuits logiques SW qui utilisent des informations de phase peuvent être réalisés à mesure que les phases des ondes sont stabilisées." Les caractéristiques de propagation SW ont été calculées et analysées sur la base de la méthode d'analyse par éléments finis, par ordinateur générant un modèle tridimensionnel qui a la même taille que l'échantillon utilisé dans l'expérience réelle. Un modèle avec une paire d'électrodes pour exciter les SW et un film d'or pour éliminer le bruit placé sur l'oxyde magnétique a été utilisé pour découvrir comment le film d'or affecte la propagation des SW en modifiant complètement la longueur des matériaux d'oxyde magnétique, la position du film d'or, et la distance de l'électrode. Le résultat a montré que lorsque la distance entre le film d'or et les électrodes est longue, une onde stationnaire de SW est générée, provoquant un bruit fort. Le groupe a appris que le bruit peut être supprimé en positionnant le film d'or suffisamment près des électrodes. Cela permet de lisser les caractéristiques de propagation, et réalise une conception d'élément stable qui peut conserver l'influence de certaines variations de fréquence et perturbations sur l'ensemble du dispositif, aux caractéristiques de propagation, petit.

Cette simulation est une méthode connue avec une reproductibilité élevée. Par conséquent, la méthode devrait être appliquée aux dispositifs SW tels que les dispositifs d'interférence de phase multi-entrées/multi-sorties pour SW à l'avenir.