CN101273406A - 产生强自旋波的方法和使用自旋波进行超高速信息处理的自旋装置 - Google Patents

产生强自旋波的方法和使用自旋波进行超高速信息处理的自旋装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101273406A
CN101273406A CNA2006800357489A CN200680035748A CN101273406A CN 101273406 A CN101273406 A CN 101273406A CN A2006800357489 A CNA2006800357489 A CN A2006800357489A CN 200680035748 A CN200680035748 A CN 200680035748A CN 101273406 A CN101273406 A CN 101273406A
Authority
CN
China
Prior art keywords
spin wave
spin
waveguide
neticdomain wall
magnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006800357489A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101273406B (zh
Inventor
金相国
李祺锡
崔相国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seoul National University Industry Foundation
Original Assignee
Seoul National University Industry Foundation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seoul National University Industry Foundation filed Critical Seoul National University Industry Foundation
Publication of CN101273406A publication Critical patent/CN101273406A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101273406B publication Critical patent/CN101273406B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/16—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using saturable magnetic devices
    • H03K19/168—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using saturable magnetic devices using thin-film devices
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/161—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect details concerning the memory cell structure, e.g. the layers of the ferromagnetic memory cell
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/165—Auxiliary circuits
    • G11C11/1675—Writing or programming circuits or methods
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/04—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam
    • G11C13/06—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam using magneto-optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B15/00—Generation of oscillations using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, or using superconductivity effects
    • H03B15/006—Generation of oscillations using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, or using superconductivity effects using spin transfer effects or giant magnetoresistance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/40—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials of magnetic semiconductor materials, e.g. CdCr2S4
    • H01F1/401—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials of magnetic semiconductor materials, e.g. CdCr2S4 diluted
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/40—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials of magnetic semiconductor materials, e.g. CdCr2S4
    • H01F1/408—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials of magnetic semiconductor materials, e.g. CdCr2S4 half-metallic, i.e. having only one electronic spin direction at the Fermi level, e.g. CrO2, Heusler alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

本发明提供一种产生强自旋波的方法，一种同时产生自旋波和电磁波的方法，一种使用自旋波的逻辑运算装置，多种使用自旋波的自旋波装置，以及一种控制自旋波的相位的方法。在产生自旋波的方法中，通过将各种形状的能量供应到磁性材料来产生强自旋波，其中磁涡旋和磁反涡旋自旋结构单独或一起存在。当将能量施加到图案化磁性材料，使磁涡旋或磁反涡旋可产生时，在涡心中产生强转矩，使强自旋波可从涡心产生。如此产生的自旋波具有大振幅、短波长和高频率。在使用自旋波的逻辑运算装置和使用自旋波的自旋波装置中，通过产生自旋波的方法而控制产生的自旋波的频率、波长、振幅和相位等波因数，且使用如反射、折射、透射、隧穿、叠加、干涉和衍射的波特征。可使用自旋波来重构能执行超高速信息处理的逻辑运算自旋波装置、和使用光学波的各种形状的光学装置。

Description

产生强自旋波的方法和使用自旋波进行超高速信息处理的自旋装置
技术领域
本发明涉及一种用于产生强自旋波的方法和装置，且更明确地说，涉及一种产生偶极-交换自旋波的方法，所述偶极-交换自旋波具有几nm到几μm的波长，且具有几百MHz到几十GHz的频带；以及一种用于产生自旋波的装置，其具有用于实施所述方法的配置，以及用以使用所述自旋波执行逻辑操作的信息处理装置。在本说明书中，用于产生自旋波的装置和使用自旋波的信息处理装置被称为自旋波装置。
背景技术
基于CMOS的信息处理方法预期出于以下原因而受限。首先，随着集成程度提高，栅极氧化物层的厚度应逐渐减小。然而，当栅极氧化物层的厚度约为0.7nm时，电子透射所述栅极氧化物层，且所述栅极氧化物层不再充当绝缘层。其次，当为了提高集成程度而减小导线的宽度时，由于电流密度的增加，发生导线的短路。
为了代替基于CMOS的信息处理方法，已经脱离通过电子(即，电荷的移动)进行的信息处理方法，进行了对使用自旋(其为电子的量子特征)的信息处理方法的研究。举例来说，已经进行了对使用纳米磁性材料中的孤立子的磁性量子单元自动装置的研究，和对磁性材料中产生的用以传输和处理信息的自旋波的研究。
自旋波意味着自旋以波的形状进行集中运动。当将能量施加到磁性材料(例如铁磁性材料、反铁磁性材料或亚铁磁性材料)时，磁性材料内部的自旋形成旋进运动，且相应自旋的旋进运动由自旋之间的磁相互作用(例如偶极-偶极相互作用或交换相互作用)而确定波。所述波是自旋波。
根据占优势的相互作用，自旋波被分类成几种类型的波：第一类型是静磁波，其中偶极-偶极相互作用起主要作用，且所述波具有几μm到几cm的波长；第二类型是交换自旋波，其中交换相互作用起主要作用，且所述波具有少于几nm的波长；且第三类型是偶极-交换自旋波，其中两种相互作用竞争地起作用，且所述波具有几nm到几μm的波长。目前已经针对可应用方面对静磁波进行了研究，且已经将其用于进行高频信号处理的装置。
现存静磁波装置中所使用的一种产生自旋波的方法如下(例如，美国专利第4,208,639号、第4,316,162号和第5,601,935号)。当通过使高频交流(AC)流过形成于亚铁磁性材料(例如YIG)的薄膜表面上的导线而产生电磁波时，高频静磁波由于所产生的电磁波与亚铁磁性材料的静磁波之间的强耦合而产生，并朝磁性材料的内部行进。以此方式产生的静磁波的波长通常具有10μm到1mm的大小。此方法的核心是通过导线将磁场施加到磁性材料的局部区域，且产生并传播自旋波。
自旋波的波长应为几nm，且自旋波的频率应等于或大于GHz，使得使用自旋波的信息处理装置变成新概念的超高速信息处理装置，用于代替现存的基于CMOS的信息处理方法，且自旋波的局部产生在装置的几nm到几百nm大小的区域中应是可能的。然而，由于因流经导线的电流而产生的感应场形成为具有与距导线的距离(甚至在较远区域中)成反比的大小，所以在使用现存静磁波的装置中，装置的所有区域都包含在磁场的影响中，且不能在局部区域中产生自旋波。
因此，针对使用自旋波的信息处理装置，首先需要一种产生偶极-交换自旋波的方法。然而，在装置中使用交换自旋波和偶极-交换自旋波的研究的进行很困难。日本专利早期公开案第H06-097562号揭示一种概念上的方法，其通过借助将能量施加到磁性材料而导致磁性材料内部的磁性相互作用改变来产生自旋波，且其实例是通过将Cu-K X射线照射到磁性材料中来使底部状态下的自旋波进入激励状态的方法。然而，此处呈现的通过供应能量来产生自旋波的方法只是在磁性材料中产生自旋波的一般方法，且在局部区域中产生强自旋波以供自旋波的信息处理装置中使用的方法尚未存在。
发明内容
本发明提供一种产生偶极-交换自旋波的方法，在使用自旋波的信息处理装置所需的几nm到几百nm大小的局部区域中，所述偶极-交换自旋波具有几nm到几μm的波长，且具有几百MHz到几十GHz的频带，以及一种在产生自旋波的同时，产生频率与自旋波的频率相同的电磁波的方法。
本发明还提供一种用于产生自旋波的装置，其具有用于实施根据本发明的产生自旋波的方法的配置。
本发明还提供一种用于信息处理的自旋波装置，使用通过根据本发明的产生自旋波的方法而产生的自旋波来执行逻辑运算。
本发明还提供一种控制自旋波的相位，以实施用于信息处理的各种自旋波装置的方法。
根据本发明一方面，提供一种产生自旋波的方法，所述方法包含：将能量供应到磁性材料，其中磁涡旋和磁反涡旋自旋结构单独或一起存在；以及根据能量的供应，从磁涡旋或磁反涡旋自旋结构的核心或在两种涡旋彼此抵触并湮灭时，局部产生自旋波。
根据本发明另一方面，提供一种产生电磁波和自旋波的方法，所述方法包含：将能量供应到磁性材料，其中磁涡旋和磁反涡旋自旋结构单独或一起存在；以及根据能量的供应，从磁涡旋或磁反涡旋自旋结构的核心或在两种涡旋彼此抵触并湮灭时，局部产生自旋波，以及同时产生与频率与自旋波的频率相同的电磁波。
根据本发明另一方面，提供一种自旋波装置，所述自旋波装置包含：自旋波产生单元，其由磁性材料形成，其中磁涡旋和磁反涡旋自旋结构单独或一起存在；能量供应单元，其将能量供应到自旋波产生单元；以及自旋波波导，其根据所述能量的供应，从所述自旋波产生单元传播由所述磁涡旋或所述磁反涡旋自旋结构的核心产生的自旋波。
在根据本发明的自旋波装置中，磁性材料可具有使得磁涡旋和磁反涡旋自旋结构单独或一起存在于里面的形状和维数。能量供应单元可供应选自由磁场、电场、电压、电流、电磁波、声、热、磁致弹性能及其组合组成的群组的一种能量。自旋波产生单元和/或自旋波波导可以全部是现存磁性材料。其中(例如)，磁性材料和自旋波波导可包含选自由以下材料组成的群组的一者：铁磁性材料、反铁磁性材料、亚铁磁性材料、基于合金的磁性材料、基于氧化物的磁性材料、基于超巨磁电阻(colossal magnetoresistance，CMR)的磁性材料、基于Heusler合金的磁性材料、磁性半导体及其组合。
自旋波装置可进一步包含多个单元，其包含自旋波产生单元和能量供应单元，其中所述单元通过自旋波波导彼此连接，使得所述单元可使用自旋波的波因数作为信号来执行逻辑运算。
本发明还提供一种通过改变纳米大小自旋波波导的局部区域中的磁性材料的磁固有参数和外部特征来控制朝纳米大小自旋波波导行进的自旋波的波因数的方法，以及一种用于进行信息处理、使用所述方法执行逻辑运算的自旋波装置。
本发明还提供一种通过致使局部位于自旋波在其中行进的自旋波波导中的有效磁场改变而改变自旋波的相位，来控制自旋波的相位的方法。此处，通过奥斯特场、杂散场、弹性变形、与其它磁性材料的交换耦合、电流和自旋转矩中的一者来改变有效磁场。
在根据本发明的产生自旋波的方法中，可在装置内大小为几十nm的区域中局部产生具有nm级波长、几十GHz的高频率和较大振幅的偶极-交换自旋波。另外，通过使用所述方法，自旋波装置可超高度集成且具有超小尺寸。自旋波装置具有非常快的处理速度的优势，且可代替基于CMOS的信息处理方法。
在本发明的实施例中，自旋波装置可进一步包含：支撑自旋波产生单元和自旋波波导的衬底，其中能量供应单元包含：磁场施加导线，其形成于所述衬底的两侧处，位于自旋波产生单元之下；以及供电单元，其通过使电流流经磁场施加导线，来将磁场供应到自旋波产生单元的一部分或整个自旋波产生单元。
在本发明另一实施例中，能量供应单元可包含：激光源；以及聚焦透镜，其将激光源的光束聚焦在自旋波产生单元上，以加热自旋波产生单元。
在本发明的另一实施例中，能量供应单元可包含：第一导线，其从自旋波产生单元的下部水平延伸；第二导线，其从自旋波产生单元的上部水平延伸，同时与第一导线形成预定角度；以及供电单元，其通过使电流流经第一和第二导线，通过由于在自旋波产生单元中自旋极化的电流而产生的转矩的作用而产生自旋波。此处，能量供应单元可进一步包含压电体，其通过流经第一和第二导线的电压而弹性变形，且将磁致弹性能供应到自旋波产生单元。
在本发明另一实施例中，自旋波装置可进一步包含多个单元，其包含自旋波产生单元和能量供应单元，其中所述单元可通过自旋波波导彼此连接。在此情况下，为了改进自旋波传输的效率，可对自旋波波导的非线性部分进行曲线成形。
可将由与形成自旋波波导的过程中所使用的材料不同种类或相同种类的磁性材料形成的波导插入自旋波波导中。在此情况下，可通过改变所插入的波导的形状和维数以及形成所述波导的过程中所使用的磁性材料中的至少一者，来选择性地对行进自旋波的频率进行滤波。可通过改变所插入的波导的形状和维数以及形成所述波导的过程中所使用的磁性材料中的至少一者，来改变选自由行进自旋波的波长、振幅和相位组成的群组中的一者及其组合。
在根据本发明的自旋波装置中，波因数可包含选自由自旋波的频率、波长、振幅和相位组成的群组的一个波因数及其组合。具体地说，可通过使用自旋波的叠加、反射、折射、透射、辐射、衍射和干涉中的一者或复合动作改变波因数，来执行逻辑运算。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是说明根据本发明实施例的产生自旋波的方法的流程图。
图2说明用于实施图1中所说明的产生自旋波的方法的用于产生自旋波的装置的核心结构的实例。
图3A说明磁涡旋自旋结构中的自旋的面内方向。
图3B说明图3A的磁涡旋自旋结构中的自旋的面外方向分量。
图3C是图3A的磁涡旋自旋结构中的线V1-V1’中的自旋的面外分量的距离对量值的曲线图。
图4A说明磁反涡旋自旋结构中的自旋的面内方向。
图4B说明图4A的磁反涡旋自旋结构中的自旋的面外方向分量。
图4C是图4A的磁反涡旋自旋结构中的自旋的线V2-V2’中的面外分量的距离对量值的曲线图。
图5A说明图2中所说明的自旋波装置的核心结构的微磁模拟结果。
图5B说明图5A的结果中的自旋波波导的结果，其说明磁化方向的根据时间的面外分量。
图6说明绘示微结构的模拟结果，在所述微结构中，花生形磁性薄膜结构中两个磁涡旋之间以稳定状态存在一个磁反涡旋自旋结构。
图7A、图7B、图7C和图7D说明当将磁场施加到图6中所说明的磁涡旋/磁反涡旋自旋结构时，自旋的垂直方向分量的空间分布根据时间而改变的状态。
图7E说明在磁涡旋/磁反涡旋自旋结构湮灭的瞬间，涡心中所产生的转矩值的空间分布。
图8A说明用于产生自旋波的装置的模拟结果，其中磁涡旋和磁反涡旋自旋结构一起存在，如图6中一样。
图8B说明图8A的结果中自旋波波导的结果。
图9说明磁涡旋单独存在或与磁反涡旋在稳定状态下一起存在的薄膜结构，且说明自旋波产生单元的形状的实例。
图10A说明根据本发明实施例用于通过供应磁场能量来产生自旋波的装置的核心部分。
图10B说明根据本发明实施例用于通过激光入射供应热能来产生自旋波的装置的核心部分。
图10C说明根据本发明实施例用于通过因电流而在涡心中产生自旋转矩来产生自旋波的装置的核心部分。
图10D说明根据本发明实施例用于通过使用弹性能来产生自旋波的装置的核心部分。
图11说明根据本发明实施例的自旋波装置的另一实例。
图12A说明将由不同种类的磁性材料形成的波导插入自旋波波导中的实例。
图12B说明当插入由不同种类的磁性材料形成的波导时，根据频率的自旋波的反射、透射和隧穿。
图12C说明具有图12B中的20GHz(A-A’)的频率的自旋波的透射、反射和隧穿。
图12D说明具有图12B中的26GHz(B-B’)的频率的自旋波的透射、反射和隧穿。
图13A说明绘示自旋波的辐射、透射、反射、隧穿、滤波和干涉的波性质的模型结构。
图13B说明当时间为1.0ns时，自旋波在Y形自旋波导上的传播。
图13C说明当时间为1.0ns时，自旋波在Y形自旋波波导的两侧上的相干性。
图13D说明图13A中所说明的位置A处的自旋波的干涉图案。
图13E说明图13D的线Y-Y’上的自旋波的干涉图案。
图14A说明分散关系根据自旋波波导的磁固有参数而变化的结果。
图14B说明分散关系根据影响自旋波波导的有效磁场的大小和方向而变化的结果。
图14C说明分散关系根据自旋波波导的宽度而变化的结果。
图14D说明分散关系根据自旋波波导的厚度而变化的结果。
图15A说明根据本发明实施例，自旋波波导的局部区域中出现有效磁场变化的状态。
图15B说明对通过图15A的波导的自旋波的传播、不通过图15A的波导的自旋波的传播和正通过图15A的波导的自旋波的传播进行比较的实施例。
图16说明根据本发明实施例，用于因自旋波波导中的波导的形状改变而改变自旋波的相位的装置的核心部分。
图17说明根据本发明实施例，用于通过将其它磁性材料接合到自旋波波导，因与自旋波波导与其它磁性材料之间的界面的交换耦合而改变自旋波的相位的装置的核心部分。
图18A说明用于通过使用形成于自旋波波导中的磁畴壁来改变自旋波的相位的装置的核心部分。
图18B说明根据本发明实施例，用于通过将磁畴壁插入自旋波波导中或通过将磁畴壁从自旋波波导去除，使用由于流经导线的电流而产生的奥斯特场，来改变自旋波的相位的装置的核心部分。
图18C说明根据本发明实施例，用于通过将磁畴壁插入自旋波波导中或通过将磁畴壁从自旋波波导去除，通过流经磁畴壁波导的电流，来改变自旋波的相位的装置的核心部分。
图18D说明根据本发明实施例，用于通过将磁畴壁插入自旋波波导中或通过将磁畴壁从自旋波波导去除，通过使强自旋波入射在磁畴壁上，来改变自旋波的相位的装置的核心部分。
图19说明用于通过将奥斯特场施加到自旋波波导的局部区域，而改变自旋波的相位的装置的核心部分。
图20说明根据本发明实施例，用于通过将由于磁畴壁而导致的杂散场施加到自旋波波导的局部区域，而改变自旋波的相位的装置的核心部分。
图21说明根据本发明实施例，用于使用自旋转矩来改变自旋波的相位的装置的核心部分。
图22说明根据本发明实施例，用于使用弹性变形来改变自旋波的相位的装置的核心部分。
图23A是使用自旋波的“或”门的概念图，且图23B说明根据本发明实施例用于实施“或”门的自旋波装置。
图24是使用自旋波的反相器的概念图。
图25A说明根据本发明实施例使用由于奥斯特场而导致的自旋波相位的改变的反相器门。
图25B说明用于使用奥斯特场来模拟自旋波反相器门的运算的模型结构。
图25C说明根据本发明实施例的奥斯特场的大小分布和方向的结果。
图25D说明根据本发明实施例自旋波的相位根据施加到导线的电流大小的改变。
图25E说明根据本发明实施例，自旋波反相器门的输出信号通过根据电流输入信号调节自旋波的干涉而执行反相器门运算的情况。
图25F说明根据用于说明反相器门的其它结构的实施例，使用由于奥斯特场而导致的自旋波的相位变化的反相器门。
图26是使用自旋波的“或非”门的概念图。
图27是使用自旋波的“同或”门的概念图。
图28A是使用自旋波的“异或”门的第一概念图，图28B是其第二概念图，且图28C通过使用根据本发明用于实施此类“异或”门的自旋波装置来说明“异或”门的实施例。
图29是使用自旋波的“与非”门的概念图。
图30A是使用自旋波的“与”门的第一概念图，以及
图30B是其第二概念图。
具体实施方式
本发明的模式
将参考稍后将描述的实施例，来阐明本发明的优势和特征以及其实现的方法。然而，本发明可以许多不同形式实施，且不应被解释为限于本文所陈述的实施例；而是，提供这些实施例，使得本发明将全面且完整，且将本发明的概念完全传达给所属领域的技术人员。
(第一实施例)
图1是说明根据本发明实施例的产生自旋波的方法的流程图。
参看图1，在根据本发明的产生自旋波的方法中，将能量供应到磁性材料，其中磁涡旋和磁反涡旋自旋结构单独或一起存在(操作S1)。由于能量的供应，局部地从磁涡旋或磁反涡旋自旋结构的核心产生自旋波(操作S2)。在此情况下，可局部地从磁涡旋或磁反涡旋自旋结构的核心产生自旋波、或在两种涡旋彼此抵触并湮灭时产生自旋波，且同时，可产生频率与所产生的自旋波的频率相同的电磁波。稍后将描述产生磁涡旋和磁反涡旋自旋结构和自旋波的特定原理。
如在根据本发明的产生自旋波的方法中，当将能量供应到磁性材料(其中磁涡旋和磁反涡旋自旋结构单独或一起存在)时，在自旋结构的核心中产生局部强转矩。由于所述转矩的缘故，可产生具有大振幅的偶极-交换自旋波。根据本发明，由于磁涡旋或磁反涡旋自旋结构核心的大小约为10-20nm，所以可在大小为几十nm的局部区域中产生自旋波。自旋波是偶极-交换自旋波，其中偶极和交换相互作用起主要作用。另外，可产生频率与所产生的自旋波的频率相同的电磁波。
在根据本发明的产生自旋波的方法的操作S1之前，所述方法可进一步包含决定磁性材料的形状和维数(dimension)以使得磁涡旋或磁反涡旋结构单独或一起存在的操作。而且，调节材料的种类、磁性材料的形状和维数或能量供应方式，以及所供应的能量的量，以便控制自旋波和/或电磁波的波因数，例如频率、波长、振幅和相位。当磁性材料的种类改变时，饱和磁化、磁各向异性常数、交换耦合常数以及阻尼常数改变，使得自旋波的波因数可被控制。而且，可通过使用磁场、电场、电压、电流、电磁波、声、热和磁致弹性能中的一者或其组合作为待供应到磁性材料的能量，来控制自旋波的波因数。
图2说明根据本发明的用于实施图1中所说明的产生自旋波的方法的自旋波装置的实例。
图2中所说明的自旋波装置包含：自旋波产生单元101、能量供应单元102以及自旋波波导103，均由衬底104支撑。自旋波产生单元101是磁性材料，且内部自旋结构的形状和维数使得磁涡旋和磁反涡旋自旋结构可单独或一起存在(将稍后描述)，且将局部强转矩供应到自旋结构的核心。自旋波产生单元101可具有稍后将描述的形状。能量供应单元102通过将能量供应到自旋波产生单元101而导致强转矩。根据能量的供应而从磁涡旋或磁反涡旋自旋结构的核心产生的自旋波通过自旋波波导103传输并传播。自旋波产生单元101和/或自旋波波导103可以是所有现存磁性材料。举例来说，自旋波产生单元101和/或自旋波波导103可以是选自由以下材料组成的群组的一种磁性材料：铁磁性材料、反铁磁性材料、亚铁磁性材料、基于合金的磁性材料、基于氧化物的磁性材料、基于超巨磁电阻(colossalmagneto resistance，CMR)的磁性材料(例如，钙钛矿(peroveskite)、氧化锰La1-xAxMnO3(A＝Sr，Ba，Ca)和Nd0.5Pb0.5MnO3)、基于Heusler合金的磁性材料(约50％的Cu，25％的Mn和25％的Sn，其中Sn可以由Al、As、Sb、Bi和B代替，且Cu可以由Ag代替)、磁性半导体及其组合结构。
(产生磁涡旋、磁反涡旋自旋结构和自旋波的原理)
现将描述产生磁涡旋、磁反涡旋自旋结构和自旋波的特定原理。
由磁性材料形成的薄膜中的自旋方向的分布由几种能量决定，且主要由静磁能、交换能和各向异性能(anisotropy energy)决定。主要可在具有几百nm到几μm的直径的经图案化的铁磁性薄膜中观察到的磁涡旋，其是由这些能量决定的平衡状态下的磁微结构。
经图案化的铁磁性薄膜中的大多数自旋，其是通过形状各向异性能而指向到与薄膜表面平行的方向上。另外，当由于交换能在较近距离上起作用的缘故，邻近自旋趋于指向到同一方向上，但所述自旋在确定大小的磁性材料中指向到同一方向上，在磁性材料的端部中产生自由极，且静磁能增加使得自旋具有一个接一个的磁涡旋的形状，如此一来便减少静磁能。
图3A到图3C中呈现与此类磁涡旋结构有关的模拟结果。在图3A到图3C中，通过使用微磁模拟来获得直径为250nm且厚度为20nm的圆形坡莫合金(permalloy)磁性薄膜的稳定形状。图3A说明当薄膜表面上的方向为x和y方向，且垂直于薄膜表面的方向为z方向时，自旋在xy平面上的方向，且由箭头指示。图3B根据表面的高度和黑白对比度，说明自旋在xy平面上的垂直方向分量，即Mz值的分布。在此情况下，涡心的磁化方向可向上或向下指向。图3C说明位于线V1-V1’中的自旋的z方向分量与饱和磁化的比率，且可在图3C中检验涡心vc。
另外，存在磁反涡旋自旋结构，其与磁涡旋结构具有相反结构。所述结构的形状使得自旋的方向平行于薄膜表面，且邻近自旋一个接一个，以便减少静磁能，如在磁涡旋自旋结构中那样。然而，这不是磁涡旋结构，而是图4A的交叉块线形状。图4A到图4C说明由通过使用微磁模拟而获得花生形坡莫合金磁性薄膜的稳定形状的结果的一部分，其中形成磁反涡旋。图4A说明xy平面上由箭头指示的自旋方向。图4B根据表面的高度和黑白对比度，说明自旋在xy平面上的垂直方向分量，即Mz值的分布。在此情况下，磁反涡心的磁化方向可向上或向下指向。图4C说明位于线V2-V2’中的自旋的z方向分量与饱和磁化的比率。在图4C中可检验磁反涡旋自旋结构还具有朝垂直于薄膜表面的方向指向的反涡心ac。
当将例如磁场的能量大体上施加到磁性材料时，产生转矩，且个别自旋开始一旋进运动。当将能量施加到上述磁涡旋或磁反涡旋自旋结构时，也产生转矩。在此情况下，本发明人已经发现，尽管将能量均匀地施加到整个磁性材料，但在磁涡心和磁反涡心中产生非常大的转矩(与其圆周不同)，且本发明人已经发现，垂直于薄膜表面或磁涡旋和磁反涡旋自旋结构的运动的核心自旋方向的快速变化产生，且从作为局部区域的核心产生具有大振幅的自旋波，且所述自旋波被辐射。根据例如具有磁涡旋或磁反涡旋自旋结构的磁性材料的饱和磁化、磁各向异性常数、交换耦合常数、阻尼常数、磁性材料的形状和维数等固有特征，且根据能量供应方式，决定此情况下所产生的自旋波的波因数，例如频率、波长、振幅和相位。
图5A说明图2中所说明的自旋波装置的微磁模拟结果，且图5B说明图5A的结果中自旋波波导的结果，其说明垂直分量根据时间的磁化方向。此处，自旋波产生单元101是圆盘状坡莫合金磁性薄膜，其中磁涡旋自旋结构单独存在。
图5A说明通过将正弦波状脉冲磁场施加到自旋波产生单元101，且通过致使磁涡心的方向根据时间快速改变，来产生自旋波。可检验到，根据时间从圆盘内的磁涡心辐射强自旋波。图5B说明自旋波产生单元101中所产生的自旋波根据时间通过自旋波波导103传播。
图6说明磁涡旋和磁反涡旋结构一起存在于自旋波产生单元101中，且通过使用微磁模拟的结果而获得花生形坡莫合金磁性薄膜的稳定形状的实例。图6的实线和小箭头表示平行于平面的自旋方向的空间分布，且表面的高度和对比度表示自旋的垂直方向分量(即Mz值的空间分布)。当将能量施加到由磁性材料形成的自旋波产生单元101(其中磁涡旋和磁反涡旋自旋结构一起存在)时，两种自旋结构移动(如参看图7A到图7E所描述)，且最终彼此相遇并湮灭。两种自旋结构一湮灭，就在两种自旋结构的核心彼此相遇的局部区域中产生大转矩，使得具有大振幅的自旋波产生并辐射。在此情况下产生的自旋波的波因数(例如频率、波长、振幅和相位)根据固有特征且根据能量供应方式而决定，所述固有特征例如是具有磁涡旋或磁反涡旋自旋结构的磁性材料的饱和磁化、磁各向异性常数、交换耦合常数、阻尼常数、磁性材料的形状和维数。
图7A到图7E说明由本发明人使用坡莫合金磁性薄膜作为相对于自旋波的产生的模型而执行微磁模拟结果，所述结果是根据上述磁涡旋/磁反涡旋自旋结构的时间，由于移动和湮灭而导致。在图7A到图7E中，表面的高度和对比度表示垂直于平面的自旋方向分量的空间分布(如在图6中)。
图7A说明当施加磁场且190ps的时间过去时，由于磁涡旋自旋结构的移动而产生的自旋波。
图7B说明在544ps的时间过去之后，磁涡旋和磁反涡旋自旋结构彼此相遇且湮灭的瞬间时自旋方向的空间分布。图7C和图7D说明在磁涡旋和磁反涡旋自旋结构湮灭之后所产生的自旋波，且分别绘示583ps和654ps的时间过去之后的空间分布。图7E说明图7B中所说明的湮灭瞬间的转矩大小的空间分布，且绘示磁涡旋和磁反涡旋自旋结构彼此相遇的局部部分中形成强转矩。
图8A说明包含自旋波产生单元的自旋波装置的模拟结果，其中磁涡旋和磁反涡旋自旋结构一起存在，且图8B说明图8A的结果中的自旋波波导的结果。
图8A说明根据时间，通过将具有预定大小的静态磁场施加到具有磁涡旋自旋结构的自旋波产生单元101，且通过致使磁涡旋和磁反涡旋自旋结构移动，且通过使所述两种结构湮灭，来产生自旋波。图8B说明自旋波产生单元101中所产生的自旋波根据时间通过自旋波波导103而传播。
现将描述自旋波装置的相应元件及其示范性实施例的详细描述内容。
(第二实施例)
在图2所说明的自旋波装置中，自旋波产生单元101具有圆形薄膜形状。然而，根据本发明的自旋波装置中的自旋波产生单元101的形状不限于此。只有在自旋波产生单元101的形状和维数被决定时，上述磁涡旋和磁反涡旋自旋结构才会以稳定状态单独或一起存在。
图9说明作为根据本发明的自旋波装置中的自旋波产生单元的形状的可能形状。如图9中所说明，自旋波产生单元的形状的实例可包含矩形形状、圆形形状、三角形形状、具有圆弧形边缘的矩形形状、具有圆形边缘的三角形形状、四角形形状、花生形状、哑铃形状和具有圆弧形延伸的左侧和右侧的矩形形状。
(第三实施例)
能量供应单元102将能量供应到自旋波产生单元101。此处，磁场、电场、电压、电流、电磁波、声、热和磁致弹性能中的一者单独或合成作用在自旋波产生单元101上，且导致局部转矩的形成。根据所施加能量的种类，能量供应单元102可具有各种形状和材料。
图10A说明能量供应单元102供应磁场能的情况的实施例。此处，自旋波产生单元101和自旋波波导103支撑在衬底104上。具体地说，能量供应单元102包含由金属线形成的磁场施加导线201和供电单元202，磁场施加导线201位于衬底104两侧，且在自旋波产生单元101之下。此处，通过使用供电单元202使电流流经磁场施加导线201，来将磁场施加到自旋波产生单元101的一部分或整个表面。
图10B说明能量供应单元102供应热能的情况的实施例。能量供应单元102包含激光源203和聚焦透镜204。此处，使用聚焦透镜204将从激光源203发出的光束聚焦在自旋波产生单元101上，使得热量可施加到自旋波产生单元101。
图10C说明具有能量供应单元102的自旋波装置，能量供应单元102使用由于自旋极化的电子的自旋转矩而导致的能量或转矩。能量供应单元102包含：第一导线205，其从自旋波产生单元101的下部水平延伸；第二导线206，其从自旋波产生单元101的上部水平延伸，同时与第一导线205形成预定角度；以及供电单元207。此处，通过使用供电单元207使电流流经第一和第二导线205和206，将由因自旋极化的电流而产生的转矩作用所产生的能量施加到自旋波产生单元101。尽管两个供电单元207分别连接到第一和第二导线205和206，但所属领域的技术人员显而易见，供电单元207的配置可以各种形状改变。
图10D说明具有用于供应磁致弹性能的能量供应单元102的自旋波装置。参看图10D，能量供应单元102在图10C的结构中进一步包含压电体208，且压电体208接合到自旋波产生单元101的下部。当通过使用供电单元207使电流流经第一和第二导线205和206将电压施加到压电体208时，压电体208中发生弹性变形，且磁致弹性能通过弹性变形供应到自旋波产生单元101。
此外，可将能量供应单元102构造为将例如电场、电压、电流、电磁波和声音的能量供应到自旋波产生单元101。所属领域的技术人员显而易见，能量供应单元102的详细配置可轻易地实施和改变，且因此，将省略其详细描述。
(第四实施例)
自旋波波导103充当用于空间传输在自旋波产生单元101中所产生的自旋波的媒体。当一个或几个自旋波导103的一端连接到自旋波产生单元101，且其另一端连接到其它自旋波装置时，自旋波产生单元101中所产生的自旋波可传输到其它自旋波装置。图11说明根据本实施例的自旋波装置的实例。
图11中所说明的自旋波装置包含具有自旋波产生单元和能量供应单元的多个单元。所述多个单元的实例包含：第一单元301，其具有正方形自旋波产生单元；第二单元302，其具有另一正方形自旋波产生单元；以及第三单元303，其具有圆形自旋波产生单元。第一到第三单元301、302和303通过自旋波波导103彼此连接。举例来说，自旋波产生单元101中所产生的自旋波通过自旋波产生单元101与第一单元301之间的自旋波波导103传输到第一单元301。为了改进自旋波传输的效率，可以几种形状(例如曲线形)形成自旋波波导103的一部分。
(自旋波装置作为超高速信息处理装置)
由于使用根据本发明的产生自旋波的方法产生的自旋波的速度非常快，所以当多个包含自旋波产生单元和能量供应单元的单元通过自旋波波导彼此连接、且实施为信息处理装置(如参看图11所描述)时，信息处理的速度变得非常快。因此，自旋波装置可适合用于超高速信息处理的装置。在此情况下，相应单元经连接以使用自旋波的波因数作为信号来执行逻辑运算，且其连接关系合适地改变，使得逻辑运算构件(例如“或”门、“异或”门、“或非”门、“与”门、“与非”门、反相器及其组合)可实施。波因数可以是选自由以下各项组成的群组的波因数中的一者：自旋波的频率、波长、振幅和相位及其组合，且通过使用自旋波的叠加、反射、折射、透射、辐射、衍射和干涉中的任何一个动作或复合动作改变波因数，来执行逻辑运算。
首先，将描述自旋波的波特征。图12A到图12D以及图13A到图13E说明由本发明人使用磁性薄膜作为模型以便调查由根据本发明的方法所产生的自旋波的波特征，而执行的微磁模拟结果。
首先，将参考图12A到图12D的实施例描述自旋波的传播、反射和透射特征。其模拟方法如下。
如图12A中所说明，从左侧上由坡莫合金形成的自旋波产生单元101产生自旋波，且将自旋波产生单元101中所产生的自旋波注射到由坡莫合金形成的自旋波波导103中。在此情况下，当将由Fe形成的波导105插入由坡莫合金形成的自旋波波导103中时，Fe波导105由与坡莫合金不同的磁性材料形成，且因此具有与坡莫合金的磁固有参数(magnetic intrinsicparameters)不同的磁固有参数(饱和磁化、磁各向异性常数、交换耦合常数和阻尼常数)。由此，形成与坡莫合金自旋波波导103不同的能量势垒，且通过能量势垒发生自旋波的反射、透射和隧穿。因此，可选择性地对行进的自旋波的频率进行滤波，或可改变行进的自旋波的波长、振幅和相位中的任何一者及其组合。
图12B说明当插入由不同种类的磁性材料形成的波导时，根据频率的自旋波的反射、透射和隧穿。
参看图12B，y轴是频率，且x轴是距自旋波产生单元101的中心的距离x。具有14GHz和以上的频率的自旋波可存在于坡莫合金自旋波波导103内。然而，当将Fe波导105插入某一区域(x＝300～400nm)时，频率低于25GHz的自旋波不进入Fe波导105中，且当自旋波入射到Fe波导105中时被反射，且频率高于25GHz的自旋波透射过Fe波导105，且传播到其中。
图12C和图12D说明当时间是1ns时，每一者具有20GHz(A-A’)和26GHz(B-B’)的频率的自旋波沿其传播方向的分布。参看图12C，从坡莫合金自旋波波导103的内部向前传播的20GHz的自旋波与Fe波导105相遇，且所述自旋波的振幅被削弱，且自旋波不再行进且向回反射。然而，参看图12D，可观察到，26GHz的自旋波与Fe波导105相遇，且其一部分反射，且其一部分穿透。如图12B中所说明的频率滤波动作可对如图12A中所说明的由不同种类的磁性材料耦合形成的波导执行，且可通过使用频率滤波动作对自旋波滤波器使用所述波导。
图13A到图13E说明由本发明人使用磁性薄膜作为模型以便使用上文所述的自旋波的传播、反射和透射来调查自旋波的干涉特征，而执行的微磁模拟结果。
如图13A中所说明，从左侧上由坡莫合金形成的自旋波产生单元101形成自旋波，且将Y形对称坡莫合金自旋波波导103形成为具有相同相位，且将被传输到位置B和C。如先前所述，以曲线形状形成自旋波波导103以增加传输效率，且插入非坡莫合金的Fe波导105以对频带小于预定区域的自旋波进行滤波。
当具有相同特征的自旋波在相干状态下以此方式到达位置B和C(上路径和下路径)时，如图13B和图13C中所说明，具有相同波因数的自旋波在位置B和C处辐射到右边的较大坡莫合金铁磁性薄膜106。这是与Young的已经被实行用来证明光的波的性质的双狭缝实验(double slitexperiment)相同的实验，且是绘示自旋波的波的性质的模拟结果。
图13D和图13E说明当时间为1ns时，由虚线框指示的区域A内，37GHz的Mz值的分布。可检验由于两个辐射的自旋波的叠加而产生的干涉图案。
接下来，将更详细地描述控制自旋波的波因数的原理和方法。如先前所述，自旋波是指相应自旋的旋进运动由所述自旋之间的磁性相互作用引起的波移动。这意味着用于决定相应自旋的旋进运动的有效磁场、磁固有参数和自旋之间的相互作用被用来决定自旋波的波因数。影响有效磁场和相应自旋之间的相互作用的因数包含外部因数，例如奥斯特场(Oerstedfield)、杂散场(stray field)、弹性变形、与其它材料的交换耦合、电流和自旋转矩，以及外部特征，例如交换耦合、磁固有参数(例如磁各向异性常数)以及波导。本发明提供一种通过控制这些因数来控制自旋波的波因数(尤其是相位)的方法。
图14A到图14D说明波导的磁固有参数和外部特征，以及由于有效磁场的缘故带来的自旋波分散关系变化的变化。自旋波的分散关系表示朝自旋波波导行进的自旋波的波长与频率之间的关系。可注意，具有给定频率的自旋波相对于给定条件(此处是自旋波波导的磁固有参数以及外部因数)具有哪些波长。
图14A说明分散关系根据自旋波波导的磁固有参数而改变的结果。
参看图14A，自旋波的频率和波数根据饱和磁化值Ms(其为磁固有参数)、且根据交换耦合常数A而改变。由于当自旋波通过自旋波波导时，自旋波的频率是常数，所以自旋波的波数在磁固有参数改变的部分中改变。即，波长(相位)改变。返回参看图14A，当Ms相同且A减小时，自旋波的波数增加，且当Ms相同且A增加时，自旋波的波数减少。即使在A相同且Ms增加时，自旋波的波数也减少。
图14B说明分散关系根据影响自旋波波导的有效磁场的大小和方向而改变的结果。
参看图14B，自旋波的频率和波数根据有效磁场而改变。当自旋波的有效磁场增加了正量时，其波数减小，且当自旋波的有效磁场增加了负量时，其波数增加。因此，可根据有效磁场来控制自旋波的波长(相位)。
图14C和图14D说明分散关系根据自旋波波导的形状而改变。参看图14C，自旋波的频率和波数根据自旋波波导的宽度而改变，且具体地说，自旋波的波数随着自旋波波导的宽度增加而增加。参看图14D，自旋波的频率和波数根据自旋波波导的厚度而改变，且在20GHz和以上的频率范围内，自旋波的波数随着自旋波波导的厚度增加而增加。
从图14A到图14D可注意，可通过将波导插入行进自旋波的局部区域中，且通过改变波导的形状和维数以及磁性材料中的至少一者，或通过因外部因数的改变而改变有效磁场，来改变和控制自旋波的波长、振幅和相位及其组合。
图15A说明根据本发明实施例，有效磁场的改变在自旋波波导的局部区域中发生的状态。参看图15A，通过将磁固有参数与自旋波波导103的磁固有参数不同的波导、或形状与自旋波波导103的形状不同的波导插入自旋波在其中行进的自旋波波导103的局部区域221中，或通过使用不同方法，来改变有效磁场。
已经参考图12A到图12D描述了将由磁固有参数与自旋波波导103的磁固有参数不同的不同种类的磁性材料形成的波导105插入自旋波波导的局部区域中的实例。如上文所述，将此不同种类的波导105插入自旋波波导的局部区域中，且因此可用作自旋波滤波器，且自旋波的相位可被控制，如此处所描述。波导105由磁性材料形成，且磁固有参数应与自旋波波导的磁性材料的磁固有参数不同。如图14A的分散关系中可见，可通过饱和磁化值和交换耦合常数来改变具有给定频率的自旋波的波长。另外，所属领域的技术人员显而易见，磁各向异性常数也可对自旋波的移动导致相同效应。作为除插入波导105之外的其它方法，可通过奥斯特场、杂散场、弹性变形、与其它磁性材料的交换耦合、电流、自旋转矩和磁畴壁的存在中的一者来改变有效磁场。稍后将详细描述相应实施例。
图15B说明用于对通过图15A的波导的自旋波的传播、不通过图15A的波导的自旋波的传播以及正通过图15A的波导的自旋波的传播进行比较的实施例。
在图15B中，(a)表示当朝自旋波波导103行进的自旋波通过上述局部区域221时，自旋波的波长改变。行进的自旋波在通过局部区域221之后返回到其原始波长。然而，在不存在局部区域221的自旋波波导的情况下，自旋波的波长是恒定的，如(b)中所说明，使得(a)与(b)之间出现相位差。因此，如(c)中所说明，当将用于使两个自旋波重叠的装置构造成使得相位差是180度时，两个自旋波通过上文所述的波特征中的叠加的原理而导致相消的干涉，并湮灭。这是当将上文所述的自旋因数中的自旋波的振幅用作信号时，使用自旋波的叠加原理来控制自旋波的波长(因此，相位)且控制信号的一个实施例。
作为除插入不同种类的波导105之外的其它方法，现将描述通过包含有效磁场改变的部分，通过改变局部区域中的自旋波的波长来改变自旋波的相位的方法的特定实施例。
图16说明根据本发明实施例，通过改变自旋波波导中的波导的形状来改变自旋波的相位的装置的核心部分。
参看图16，通过插入宽度和厚度比自旋波波导103的宽度和厚度窄的波导105a，而使用自旋波波导的形状的变化来控制自旋波的波因数，尤其是相位。参看图14C与图14D之间的分散关系，根据波导的厚度和宽度而改变具有预定频率的自旋波的波长。参看图16，通过改变与自旋波波导103不同的波导105a的厚度或宽度或厚度和宽度两者，来控制通过自旋波波导103的自旋波的相位。即，可通过改变所插入的波导105a的形状或维数来改变自旋波的波长、振幅、相位或其组合。波导105a还可由与形成自旋波波导103的过程中所使用的材料相同种类的磁性材料形成。
图17说明根据本发明实施例，用于通过将不同种类的磁性材料接合到自旋波波导，通过与自旋波波导与磁性材料之间的界面的交换耦合，来改变自旋波的相位的装置的核心部分。
参看图17，通过与接合到自旋波导103的局部区域221的磁性层223与自旋波波导103之间的界面的交换耦合来改变自旋波的波长。交换耦合导致局部区域221的有效磁场改变，且这改变了行进自旋波的相位，如上文所述。磁性层223可以是选自由以下材料组成的群组的一种材料：铁磁性材料、反铁磁性材料、亚铁磁性材料、基于合金的磁性材料、基于氧化物的磁性材料、基于超巨磁电阻(CMR)的磁性材料、基于Heusler合金的磁性材料、磁性半导体及其组合。
上文所述的控制自旋波的相位的方法使用波导的固有特征或形状，且可用作稍后将描述的相位调制设备的静态相位调制设备。现将描述与上述方法不同的根据输入信号来控制自旋波的相位变化的方法。
图18A说明用于使用形成于自旋波波导中的磁畴壁来改变自旋波的相位的装置的核心部分。
参看图18A，磁畴壁225(magnetic domain wall)存在于自旋波波导103中。磁畴壁225可以是选自由以下磁畴壁组成的群组的一者：90度磁畴壁、180度磁畴壁、360度磁畴壁、Bloch型磁畴壁、Neel型磁畴壁及其组合。通过形成于磁畴壁225上的有效磁场来改变通过磁畴壁225的自旋波的波长。本发明不限于磁畴壁225的简单使用，且还提供一种通过将磁畴壁225插入自旋波波导103中，或通过将磁畴壁225从自旋波波导103移除，来改变有效磁场的方法。
图18B说明根据本发明实施例，用于通过将磁畴壁插入自旋波波导中或通过将磁畴壁从自旋波波导移除，使用由于流经导线的电流而产生的奥斯特场，来改变自旋波的相位的装置的核心部分，图18C说明根据本发明实施例，用于通过将磁畴壁插入自旋波波导中或通过将磁畴壁从自旋波波导移除，通过流经磁畴壁波导的电流，来改变自旋波的相位的装置的核心部分，且图18D说明根据本发明实施例，用于通过将磁畴壁插入自旋波波导中或通过将磁畴壁从自旋波波导移除，通过使强自旋波注射到磁畴壁中，来改变自旋波的相位的装置的核心部分。
参看图18B，磁畴壁225可在其中移动的磁畴壁波导227的两端连接到自旋波波导103，使得磁畴壁225可插入自旋波波导103中或从自旋波波导103移除，且所述装置可用作稍后将描述的动态相位移动设备。为了移动磁畴壁225，进一步包含垂直延伸到自旋波波导103且电流流经其中的磁场施加导线230，且磁畴壁波导227的两端连接到自旋波波导103，使得磁畴壁波导227可围绕磁场施加导线230。通过使电流流经磁场施加导线230而在磁场施加导线230周围形成奥斯特场，来移动磁畴壁225。
或者，磁畴壁225如图18C中所说明那样移动，且安置磁畴壁波导227，其两端除外的中间部分连接到自旋波波导103，且供电单元232连接到磁畴壁波导227的两端中的一端，且通过使电流流经磁畴壁波导227来移动磁畴壁225。
另外，磁畴壁225可如图18D中所说明那样移动，且安置磁畴壁波导227，其两端除外的中间部分连接到自旋波波导103，且额外的自旋波产生单元101a连接到磁畴壁波导227的一端或两端，且额外自旋波产生单元101a中所产生的强自旋波通过磁畴壁波导227传播，使得磁畴壁225可移动。
如图18B到图18D中所说明，可通过将磁畴壁225插入自旋波波导103中来改变行进自旋波的相位，或不可通过将磁畴壁225从自旋波波导103移除来改变自旋波的相位。以此方式，由于可通过使用供电单元232或磁场施加导线230和自旋波产生单元101a的电流作为输入信号，来控制朝自旋波波导103行进的自旋波的相位是否将改变，所以所述装置可用作动态相位移动设备。
图19说明根据本发明实施例，用于通过在局部区域中将奥斯特场施加到自旋波波导来改变自旋波的相位的装置的核心部分。
参看图19，将奥斯特场施加到自旋波波导103的局部区域221，以导致有效磁场改变，使得自旋波的相位被控制。具体地说，当使用供电单元234，电流流经与自旋波波导103交叉的磁场施加导线236时，奥斯特场被强烈地施加到自旋波波导103的局部区域221，且有效磁场改变。接着，如从图14B的分散关系的改变中可见，具有预定频率的自旋波的波长根据有效磁场的强度和方向而改变。由此，调节电流的强度和方向，使得自旋波的相位可被控制，如上文所述。另外，可将装置用作动态相位移动设备，其中供电单元234用作输入信号。
图20说明根据本发明实施例，用于通过将由于磁畴壁而产生的杂散场用于局部区域中的自旋波波导来改变自旋波的相位的装置的核心部分。
参看图20，通过有效磁场由于形成在磁畴壁225周围的杂散场而发生的改变，来控制自旋波的相位。具体地说，非常强的杂散场局部形成于磁畴壁225附近，不同于磁畴壁225周围。在本发明中，通过将杂散场施加到自旋波波导103的局部区域221而改变有效磁场，来控制自旋波的相位。此处，磁畴壁225沿磁畴壁波导227移动，所述磁畴壁波导227水平延伸且同时在自旋波波导103下与自旋波波导103形成预定角度。通过施加外部磁场、通过使电流流动、或通过产生强自旋波(与图18B、图18C和图18D中所述的方法相似)，来移动磁畴壁225。即，由于因磁畴壁225而产生的杂散场只形成于局部区域221中，所以可视磁畴壁225是否位于自旋波波导103附近来控制朝自旋波波导103行进的自旋波的相位是否将改变。因此，所述装置可用作动态相位移动设备。
图21说明根据本发明实施例，用于使用自旋转矩来改变自旋波的相位的装置的核心部分。
参看图21，电流流经从自旋波波导103的下部水平延伸的第一导线240和从自旋波波导103的上部水平延伸的第二导线242。接着，通过有效磁场的改变、或转矩作用因在自旋波波导103的局部区域221中自旋极化的电子的自旋转矩而发生的改变，来改变自旋波的相位。此处，可根据流经第一和第二导线240和242的电流的量和方向来控制自旋波的相位的改变的程度和可能性。因此，所述装置可用作动态相位移动设备。
图22说明根据本发明实施例，用于使用弹性变形来改变自旋波的相位的装置的核心部分。
如图22中所说明，压电体244进一步包含于图21的结构。压电体244可包含在自旋波波导103与第一导线240之间，或自旋波波导103与第二导线242之间。即，将压电体244插入自旋波波导103的局部区域221中，且将电压施加到第一和第二导线240和242，以导致压电体244弹性变形，且当由于所述变形而导致局部区域221的弹性变形时，通过反磁致伸缩(inverse magnetostriction)来改变局部区域221的磁各向异性特征和磁化方向。而且，这以与磁固有参数的改变相同的原理导致局部有效磁场改变，使得产生自旋波的相位的改变。调节施加到第一和第二导线240和242的电压，使得压电体244的弹性变形可被控制。因此，所述装置可用作动态相位移动设备，用于使用所施加的电压作为输入信号来控制自旋波的相位的改变。
基本上，在本发明中产生自旋波的状态被称为“1”，且自旋波不存在的状态被称为“0”，使得“0”和“1”彼此可区分。可通过不产生自旋波，或通过使用上文所述的方法控制自旋波的波因数，且通过使具有180度相差的两个自旋波相消地重叠，来完成自旋波不存在的状态，如图13A到图13E中所说明。
下文中，将描述通过使用本发明的自旋波装置来构造逻辑运算构件，例如“或”门(OR gate)、“异或”门(XOR gate)、“或非”门(NOR gate)、“与”门(AND gate)、“与非”门(NAND gate)和反相器的实例。通过适当地组合这些逻辑运算构件，可执行任何种类的逻辑运算。
图23A是“或”门的概念图，其中将A和B设置为输入，且将out设置为输出，且图23B说明根据本发明实施例，用于实施“或”门的自旋波装置。
参看图23A，在“或”门中，如众所周知，当A与B的配对分别为“1”，“1”；“1”，“0”和“0”，“1”时，out变为“1”，且当A与B的配对为“0”，“0”时，out变为“0”。
参看图23B，每一者包含自旋波产生单元和能量供应单元(例如，磁场施加导线和供电单元，如图10A中所描述)的第一单元401和第二单元402通过两个曲线形自旋波波导103和耦合自旋波波导403连接，其中两个自旋波波导103彼此耦合。两个自旋波波导103具有相同长度。第一和第二单元401和402为自旋波信号输入单元，且自旋波信号输出单元404安置在自旋波波导403的端部上。
当通过供应能量而在第一单元401和第二单元402中产生自旋波时，自旋波朝自旋波波导103行进，且通过作为自旋波波导403中的波特征之一的叠加的原理来执行逻辑运算。如上文所述，输出信号“0”和“1”表示自旋波信号输出单元404中自旋波的存在。当通过供应能量，信号“1”同时输入到图23B中所说明的装置中的第一单元401和第二单元402时，自旋波在第一单元401和第二单元402的每一者中产生，且经由自旋波波导103朝耦合自旋波波导403行进。在此情况下，由于两个自旋波波导103的长度是相同的，所以行进通过每个自旋波波导103的两个自旋波在耦合自旋波波导403中以相同相位重叠。因此，自旋波存在于耦合自旋波波导403中，且信号“1”输出到自旋波信号输出单元404。
当只有一侧输入信号是“1”时，即当自旋波在第一单元401和第二单元402的任一者中产生时，自旋波在没有叠加的情况下存在于耦合自旋波导403中。因此，信号“1”也输出到自旋波信号输出单元404。在“0”的情况(其中不存在输入信号)下，由于第一单元401和第二单元402的任一者中都不产生自旋波，所以“0”输出到自旋波信号输出单元404。由此，本装置变为“或”门。
图24是反相器(即，“非”门(NOT gate))的概念图。用于连续产生自旋波的装置501由圆圈指示，且动态相位移动设备505由实心三角形指示。在动态相位移动设备505中，只通过从两个方向注入自旋波，来使自旋波的相位移动180度。即，应将模拟信号施加到动态相位移动设备505，使得通过动态相位移动设备505的自旋波的相位移动180度。所属领域的技术人员显而易见，通过使用上文详细描述的自旋波相位移动方法来构造动态相位移动设备505。
在图24中，将用于连续产生自旋波的装置501中所产生的自旋波分成两个波，且所述两个自旋波中的一者通过动态相位移动设备505。在此情况下，当将信号“1”给予输入A(优选地，通过使用包含自旋波产生单元和能量供应单元的单元所产生的自旋波例如在本发明中用作输入信号)时，通过动态相位移动设备505的自旋波的相位移动了180度。因此，当两个自旋波彼此重叠并输出时，形成状态“0”。同时，当输入A为“0”时，通过动态相位移动设备505的自旋波的相位不移动。因此，当两个自旋波彼此叠加并输出时，形成状态“1”。所属领域的技术人员显而易见，通过将多个单元连接到自旋波波导而使用根据本发明的自旋波装置，来实施此类反相器。在图24中，用于连续地产生自旋波的装置501对应于包含自旋波产生单元和能量供应单元(例如，磁场施加导线和供电单元，如图10A中所描述)的第一单元，实线对应于自旋波波导，且输入A对应于第二单元
图25A说明根据本发明实施例，使用自旋波的相位因奥斯特场而发生的改变的反相器门，且图25B到图25E中绘示微磁模拟结果。
参看图25A，连续产生的自旋波通过被分成两个水平路径的自旋波波导103。电流穿过磁场施加导线230而垂直于自旋波波导103流动，磁场施加导线230安置在两路径自旋波波导103之间，使得当电流流经磁场施加导线230时，在磁场施加导线230周围形成圆形奥斯特场(这种情况与图24中将信号输入到输入A的情况相同)。奥斯特场允许外部磁场在其它方向上施加到两路径自旋波波导103，且有效地导致行进于两路径自旋波波导103的自旋波的相差。因此，通过合适的电流强度，两路径自旋波波导103的相差可以是180度，且叠加的自旋波通过相消干涉而湮灭，且形成状态“0”。在其它方面，当电流不流经安置在两路径自旋波波导103中间的磁场施加导线230时，即使在连续产生的自旋波通过两路径自旋波波导103时，自旋波的相位也不会移动。因此，当两个自旋波彼此叠加并输出时，通过相长干涉形成状态“1”。
图25B说明用于使用奥斯特场模拟自旋波反相器门的驱动的模型结构，且实际上，使用所述模型来执行模拟。
图25C说明根据本发明实施例的奥斯特场的大小分布和方向的结果。图25C中绘示当电流流经磁场施加导线230时所形成的奥斯特场的强度和方向分布。
图25D说明根据本发明实施例，自旋波的相位根据施加到导线的电流的大小而改变。
图25D中绘示在分别安置于图25B中的两路径自旋波波导103中间的位置“A”和“B”中，自旋波的振幅根据时间的变化。从图25D中可见，朝两路径自旋波波导103行进的自旋波根据电流强度展示相位差。
图25E说明根据本发明实施例，自旋波反相器门的输出信号通过根据电流输入信号而调节自旋波的干涉来执行反相器门运算的情况。
图25E是绘示位置“C”中自旋波的振幅根据时间的变化的曲线图，其中沿两路径自旋波波导103行进的相应自旋波彼此叠加并行进。当电流流经磁场施加导线230时，相消干涉发生，且当自旋波的电流不流经磁场施加导线230时，相长干涉发生。
图25F说明用于说明反相器门的其它结构的实施例。参看图25F，安置被分成上路径和下路径的自旋波波导103，并将水平延伸且同时与自旋波波导103形成预定角度的磁场施加导线230安置在两路径自旋波波导103之间，使得当电流流经磁场施加导线230时，可在磁场施加导线230周围形成圆形奥斯特场。奥斯特场允许其它方向上的外部磁场施加到两路径自旋波波导103，且有效地导致朝两路径自旋波波导103行进的自旋波的相差。当制造装置时，所述结构比上文所述的垂直延伸的磁场施加导线的结构更容易构成。
图26是“或非”门的概念图，其中将A和B设置为输入，且将out设置为输出。参看图26，“或非”门是图23A的“或”门与图24的反相器的循序布置。
在图26中，当A与B的配对分别为“1”，“1”；“1”，“0”和“0”，“1”时，可将模拟信号“1”施加到动态相位移动设备505。将用于连续产生自旋波的装置501中所产生的自旋波分成两个路径，且所述两路径自旋波中的一者通过动态相位移动设备505。因此，自旋波的相位移动了180度。由于另一自旋波中不存在相位改变，所以两路径自旋波在其中彼此叠加的输出变为“0”。只有当A与B的配对为“0”，“0”时，输入到动态相位移动设备505的信号才变成“0”。将用于连续产生自旋波的装置501中所产生的自旋波分成两个路径，但动态相位移动505中不存在模拟信号。因此，两个自旋波在其中彼此叠加的输出变成“1”。所属领域的技术人员显而易见，通过使用根据本发明的自旋波装置来实际上实施此类“或非”门。图26中用于连续地产生自旋波的装置501对应于包含自旋波产生单元和能量供应单元的第一单元，实线对应于自旋波波导，输入A对应于第二单元，且输入B对应于第三单元。
图27是“同或”门(XNOR gate)的概念图，其中将A和B设置为输入，且将out设置为输出。将用于连续产生自旋波的装置501中所产生的自旋波分成两个路径。当将信号“1”施加到输入A时，所述信号变成上动态相位移动设备505的模拟信号。因此，上路径自旋波的相位移动了180度。当将信号“1”施加到输入B时，所述信号变成下动态相位移动设备506的模拟信号。因此，下路径自旋波的相位移动了180度。因此，由于上路径自旋波与下路径自旋波以相同相位重叠，所以信号“1”被输出到out。当输入“A”为“1”，且输入“B”为“0”时，下路径自旋波通过下动态相位移动设备506，而无相移。因此，上路径自旋波和下路径自旋波具有不同的相位，且通过叠加而湮灭，且输出变成“0”。与A与B的配对为“0”，“1”的情况类似，上路径自旋波和下路径自旋波具有不同的相位，且通过叠加而湮灭，且输出变成“0”。当将信号“0”施加到两个输入信号A和B时，两路径自旋波的相位中不存在改变。因此，两路径自旋波以相同相位叠加，且信号“1”被输出到out。
图28A是“异或”门的第一概念图，其中将A和B设置为输入，且将out设置为输出，图28B是其第二概念图，且图28C通过使用根据本发明用于实施此类“异或”门的自旋波装置来说明“异或”门的实施例。在图28A和图28B中，用于连续产生自旋波的装置501和502由圆圈指示(与图24中类似)，且静态相位移动设备503由空三角形指示。当自旋波通过静态相位移动设备503时，自旋波的相位移动了180度。实心三角形表示动态相位移动设备505、506和507。
参看图28A，“异或”门是图27的“同或”门与图24的反相器的循序布置。因左边的“同或”门而产生的输出信号由右边的反相器反转，并操作为“异或”门。
参看图28B，将左边的用于连续产生自旋波的装置501中所产生的自旋波分成两个路径。当上路径自旋波通过静态相位移动设备503时，上路径自旋波的相位移动了180度。当将信号“1”施加到输入A时，所述信号变成上动态相位移动设备505的模拟信号。因此，移动了180度的上路径自旋波的相位重复地移动180度。因此，上路径自旋波返回到其原始相位。当将信号“1”施加到输入“B”时，所述信号变成下动态相位移动设备506的模拟信号。因此，下路径自旋波的相位移动了180度。因此，具有其原始相位的上路径自旋波和移动了180度的下路径自旋波具有相反相位，且通过叠加而湮灭，且输出变成“0”。当输入“A”为“1”，且输入“B”为“0”时，下路径自旋波通过下动态相位移动设备506，而无相移。因此，上路径自旋波和下路径自旋波具有相同相位，且经重叠的输出变成“1”。通过应用上文的描述内容，所属领域的技术人员显而易见，当A与B的配对为“0”，“1”时，out变成“1”，且当A与B的配对为“0”，“0”时，out变成“0”。
图28C中所呈现的装置是用于实施此类“异或”门的简单装置的实例，且可以是图23B中所说明的装置的经修改的实例。将180度相位移动设备405安置在两个自旋波波导103中的一者上，其中自旋波波导103被分成两个路径。当将信号“1”同时施加到第一单元401和第二单元402时，自旋波产生，且通过自旋波波导103，并朝耦合自旋波波导403行进。在此情况下，自旋波波导103的长度是相同的，且180度相位移动设备405只安置在一侧自旋波波导103上。因此，两个自旋波在耦合自旋波波导403中以不同相位重叠，且自旋波相消地叠加，且信号“0”被输出。另一输入信号与图23B的“或”门装置中的相同，且图28C中所呈现的装置操作为“异或”门。
图29是“与非”门的概念图，其中将A和B设置为输入，且将out设置为输出。
在图29中，将用于连续产生自旋波的装置501中所产生的自旋波分成两个路径，且所述两个自旋波中的一者通过动态相位移动设备505。在此情况下，当输入A为“1”时，通过上动态相位移动设备505的自旋波的相位移动了180度。因此，当两路径自旋波彼此叠加并输出时，形成状态“0”。同时，当输入B为“1”时，通过两路径自旋波的下动态相位移动设备506的自旋波的相位移动了180度。因此，两路径自旋波彼此叠加并输出，形成状态“0”。由于“0”与“0”叠加并从两路径自旋波输出，所以输出为“0”。当A为“1”且B为“0”时，不存在通过下动态相位移动设备506的自旋波的相移。因此，当两路径自旋波彼此叠加并输出时，形成状态“1”。由于“0”与“1”彼此叠加并从两路径自旋波输出，所以输出为“1”。通过应用上文的描述内容，所属领域的技术人员显而易见，当A与B的配对为“0”，“1”时，且即使在A与B的配对为“0”，“0”时，out变成“1”，且当A与B的配对为“0”，“0”时，out变成“1”。另外，所属领域的技术人员显而易见，通过使用根据本发明的自旋波装置来实际上实施此类“与非”门。
图30A是“与”门的第一概念图，其中将A和B设置为输入，且将out设置为输出，且图30B是其第二概念图。
参看图30A，“与”门是图29的“与非”门与图24的反相器的循序布置。即，上“与非”门中所产生的信号由紧随其后的反相器反转，且操作为“与”门。
在图30B中，将右上端所说明的用于连续产生自旋波的装置501中所产生的自旋波分成两个波，且所述两个自旋波中的一者通过动态相位移动设备505。在此情况下，当输入A为“1”时，通过动态相位移动设备505的自旋波的相位移动了180度。另一路径自旋波通过静态动态相位移动设备503，且因此也移动了180度。因此，当两路径自旋波彼此叠加并输出时，存在相位移动了180度的自旋波，且形成状态“1”。接着，另一路径自旋波通过另一静态相位移动设备504。因此，自旋波的相位再次移动，且返回到其原始相位。同时，当输入B为“1”时，通过另一动态相位移动设备506的自旋波的相位移动了180度。因此，当两路径自旋波彼此叠加并输出时，形成状态“0”。由于“1”和“0”分别彼此叠加并从两路径自旋波输出，所以输出变成“1”。通过应用上文的描述内容，所属领域的技术人员显而易见，当A与B的配对为“1”，“0”；“0”，“1”和“0”，“0”时，out变成“0”。另外，所属领域的技术人员显而易见，通过使用根据本发明的自旋波装置来实际上实施此类“与”门。
通过适当地组合上文所述的逻辑运算构件(例如“或”门、“异或”门、“或非”门、“与”门、“与非”门和反相器)，可设计任何种类的逻辑运算装置，且因此可执行使用自旋波的逻辑运算。
虽然已经参考本发明的示范性实施例具体展示并描述了本发明，但所属领域的技术人员将了解，可在不脱离如由所附权利要求书所界定的本发明的精神和范围的情况下，对本文的形式和细节作各种改变。

Claims (46)

1.一种产生自旋波的方法，所述方法的特征在于其包括：
将能量供应到磁性材料，其中磁涡旋和磁反涡旋自旋结构单独或一起存在；以及
根据所述能量的供应，从所述磁涡旋或所述磁反涡旋自旋结构的核心、或在两个涡旋彼此抵触并湮灭时，局部产生自旋波。
2.根据权利要求1所述产生自旋波的方法，其特征在于其进一步包括：决定所述磁性材料的形状和维数，使得所述磁涡旋和磁反涡旋自旋结构单独或一起存在。
3.根据权利要求1所述产生自旋波的方法，其特征在于所述能量包括选自由以下能量组成的群组的一种能量：磁场、电场、电压、电流、电磁波、声、热、磁致弹性能及其组合。
4.根据权利要求1所述产生自旋波的方法，其特征在于：调整所述磁性材料的种类、形状和维数，或供应所述能量的方式和所供应能量的量，来控制所述自旋波的波因数。
5.一种产生电磁波和自旋波的方法，所述方法的特征在于其包括：
将能量供应到磁性材料，其中磁涡旋和磁反涡旋自旋结构单独或一起存在；以及
根据所述能量的供应，从所述磁涡旋或所述磁反涡旋自旋结构的核心、或在两个涡旋彼此抵触并湮灭时，局部产生自旋波，且同时产生频率与所述自旋波的频率相同的电磁波。
6.根据权利要求5所述产生电磁波和自旋波的方法，其特征在于其进一步包括：决定所述磁性材料的形状和维数，使得所述磁涡旋和磁反涡旋自旋结构单独或一起存在。
7.根据权利要求5所述产生电磁波和自旋波的方法，其特征在于：所述能量包括选自由以下能量组成的群组的一种能量：磁场、电场、电压、电流、电磁波、声、热、磁致弹性能及其组合。
8.根据权利要求5所述产生电磁波和自旋波的方法，其特征在于：调整所述磁性材料的种类、形状和维数，或供应所述能量的方式和所供应能量的量，来控制所述自旋波的波因数。
9.一种自旋波装置，其特征在于其包括：
自旋波产生单元，其由磁性材料形成，其中磁涡旋和磁反涡旋自旋结构单独或一起存在；
能量供应单元，其将能量供应到所述自旋波产生单元；以及
自旋波波导，其根据所述能量的供应，从所述自旋波产生单元传播由所述磁涡旋或所述磁反涡旋自旋结构的核心产生的自旋波。
10.根据权利要求9所述的自旋波装置，其特征在于：所述磁性材料具有使得所述磁涡旋和磁反涡旋自旋结构单独或一起存在于其中的形状和维数。
11.根据权利要求9所述的自旋波装置，其特征在于：所述能量供应单元供应选自由以下能量组成的群组的一种能量：磁场、电场、电压、电流、电磁波、声、热、磁致弹性能及其组合。
12.根据权利要求9所述的自旋波装置，其特征在于：所述磁性材料和所述自旋波导包括选自由以下材料组成的群组的一者：铁磁性材料、反铁磁性材料、亚铁磁性材料、基于合金的磁性材料、基于氧化物的磁性材料、基于CMR(超巨磁电阻)的磁性材料、基于Heusler合金的磁性材料、磁性半导体及其组合。
13.根据权利要求9所述的自旋波装置，其特征在于其进一步包括支撑所述自旋波产生单元和所述自旋波波导的衬底，其中所述能量供应单元包括：
磁场施加导线，其形成于所述衬底两侧，位于所述自旋波产生单元之下；以及
供电单元，其通过使电流流经所述磁场施加导线，来将磁场施加到所述自旋波产生单元的一部分或所述整个自旋波产生单元。
14.根据权利要求9所述的自旋波装置，其特征在于所述能量供应单元包括：
激光源；以及
聚焦透镜，其将所述激光源的光束聚焦在所述自旋波产生单元上，以加热所述自旋波产生单元。
15.根据权利要求9所述的自旋波装置，其特征在于所述能量供应单元包括：
第一导线，其从所述自旋波产生单元的下部水平延伸；
第二导线，其从所述自旋波产生单元的上部水平延伸，同时与所述第一导线形成预定角度；以及
供电单元，其通过使电流流经所述第一和第二导线，通过因在所述自旋波产生单元中自旋极化的电流而产生的转矩的作用，来产生自旋波。
16.根据权利要求15所述的自旋波装置，其特征在于所述能量供应单元进一步包括：压电体，所述压电体通过流经所述第一和第二导线的电压而弹性变形，且将磁致弹性能供应到所述自旋波产生单元。
17.根据权利要求9所述的自旋波装置，其特征在于其进一步包括：多个单元，包含所述自旋波产生单元和所述能量供应单元，其中所述单元通过所述自旋波波导彼此连接。
18.根据权利要求17所述的自旋波装置，其特征在于：所述自旋波波导的非线性部分是曲线形的。
19.根据权利要求9或17所述的自旋波装置，其特征在于：将由与形成所述自旋波波导的过程中所使用的材料不同种类或相同种类的磁性材料形成的波导插入所述自旋波波导中。
20.根据权利要求19所述的自旋波装置，其特征在于：选择性地对行进自旋波的频率进行滤波，或通过改变所述所插入的波导的形状、维数和磁性材料中的至少一者，来改变选自由所述行进自旋波的波长、振幅和相位组成的群组中的一者及其组合。
21.根据权利要求9或17所述的自旋波装置，其特征在于：通过致使局部位于所述自旋波波导中的有效磁场改变，来改变所述自旋波的波长、振幅和相位中的一者及其组合。
22.根据权利要求21所述的自旋波装置，其特征在于：通过外部磁场、杂散场、弹性变形、磁各向异性、与其它磁性材料的交换耦合、电流、自旋转矩和磁畴壁的存在中的一者来改变所述有效磁场。
23.根据权利要求21所述的自旋波装置，其特征在于其进一步包括：接合到所述自旋波波导的磁性层，其中通过与所述自旋波波导与所述磁性层之间的界面的交换耦合，来改变所述有效磁场。
24.根据权利要求21所述的自旋波装置，其特征在于：磁畴壁存在于所述自旋波波导中，且通过所述磁畴壁的存在来改变所述有效磁场。
25.根据权利要求24所述的自旋波装置，其特征在于所述磁畴壁是选自由以下磁畴壁组成的群组的一种磁畴壁：90度磁畴壁、180度磁畴壁、360度磁畴壁、Bloch形磁畴壁、Neel形磁畴壁及其组合。
26.根据权利要求21所述的自旋波装置，其特征在于：通过将磁畴壁插入所述自旋波波导中、或将磁畴壁从所述自旋波波导移除，来改变所述有效磁场。
27.根据权利要求26所述的自旋波装置，其特征在于其进一步包括：
磁场施加导线，其垂直延伸到自旋波导；以及
磁畴壁波导，所述磁畴壁可在所述磁畴壁波导中移动，且所述磁畴壁波导围绕所述磁场施加导线，且所述磁畴壁波导的两端连接到所述自旋波波导，
其中通过使电流流经所述磁场施加导线而形成于所述磁场施加导线周围的奥斯特场，来移动所述磁畴壁。
28.根据权利要求26所述的自旋波装置，其特征在于其进一步包括：
磁畴壁波导，所述磁畴壁可在所述磁畴壁波导中移动，且所述磁畴壁波导的两端除外的中间部分连接到所述自旋波波导；以及
供电单元，其连接到所述磁畴壁波导的两端中的一者，
其中通过使用所述供电单元使电流流经所述磁畴壁来移动所述磁畴壁。
29.根据权利要求26所述的自旋波装置，其特征在于其进一步包括：
磁畴壁波导，所述磁畴壁可在所述磁畴壁波导中移动，且所述磁畴壁波导的两端除外的中间部分连接到所述自旋波波导；以及
额外自旋波产生单元，其连接到所述磁畴壁波导的一端或两端，
其中通过在所述额外自旋波产生单元中产生自旋波，且通过使所述自旋波传播经过所述磁畴壁波导，来移动所述磁畴壁。
30.根据权利要求21所述的自旋波装置，其特征在于其进一步包括：磁畴壁波导，磁畴壁可在所述磁畴壁波导中越过所述自旋波波导而移动，其中使用所述磁畴壁来产生杂散场，且通过移动所述磁畴壁来改变所述有效磁场。
31.根据权利要求21所述的自旋波装置，其特征在于其进一步包括：
磁场施加导线，其与所述自旋波波导交叉；以及
供电单元，其连接到所述磁场施加导线，
其中通过使用所述供电单元使电流流经所述磁场施加导线而在所述自旋波波导周围形成的奥斯特场，来改变所述有效磁场。
32.根据权利要求21所述的自旋波装置，其特征在于：将所述自旋波导垂直或水平分成两个路径，且通过将电流流经其中的导线安置在所述导线垂直或水平延伸同时、在与所述两个路径之间的所述自旋波波导形成预定角度的方向上而形成奥斯特场，来改变所述有效磁场。
33.根据权利要求21所述的自旋波装置，其特征在于其进一步包括：
第一导线，其从所述自旋波波导的下部水平延伸；以及
第二导线，其从所述自旋波波导的上部水平延伸，
其中通过使电流流经所述第一和第二导线，通过因在所述自旋波波导的局部区域中自旋极化的电流而产生的转矩的作用，来改变所述有效磁场。
34.根据权利要求33所述的自旋波装置，其特征在于其进一步包括：压电体，位在所述自旋波波导与所述第一导线之间，或在所述自旋波波导与所述第二导线之间，其中通过所述压电体因流经所述第一和第二导线的电压而发生的弹性变形，来改变所述有效磁场。
35.根据权利要求17所述的自旋波装置，其特征在于：所述单元彼此连接，以控制所述自旋波的波因数以执行逻辑运算。
36.根据权利要求35所述的自旋波装置，其特征在于：所述波因数包括选自由所述自旋波的频率、波长、振幅和相位组成的群组及其组合的一个波因数，且控制所述波因数的改变以执行逻辑运算。
37.根据权利要求35所述的自旋波装置，其特征在于：通过使用所述自旋波的叠加、反射、折射、透射、辐射、衍射和干涉中的一者或复合动作改变所述波因数来执行逻辑运算。
38.一种控制自旋波的相位的方法，其特征在于：
通过所述方法，通过致使局部位于所述自旋波在其中行进的自旋波波导中的有效磁场改变，来改变所述自旋波的相位。
39.根据权利要求38所述控制自旋波的相位的方法，其特征在于：通过选自杂散场、弹性变形、磁各向异性、与其它磁性材料的交换耦合、电流和自旋转矩中的一者来改变所述有效磁场。
40.根据权利要求38所述控制自旋波的相位的方法，其特征在于：通过使用垂直延伸到所述自旋波波导的磁场施加导线以及磁畴壁波导，藉由使电流流经所述磁场施加导线在所述磁场施加导线周围形成的奥斯特场以移动所述磁畴壁来改变所述有效磁场，
所述磁畴壁可在所述磁畴壁波导中移动，且所述磁畴壁波导围绕所述磁场施加导线，且所述磁畴壁波导的两端连接到所述自旋波波导。
41.根据权利要求38所述控制自旋波的相位的方法，其特征在于：通过使用磁畴壁可在其中移动且除两端之外的中间部分连接到所述自旋波波导的磁畴壁波导，和连接到所述磁畴壁波导的两端中的一者的供电单元，且藉由使电流流经所述磁畴壁波导移动所述磁畴壁，来改变所述有效磁场。
42.根据权利要求38所述控制自旋波的相位的方法，其特征在于：通过使用磁畴壁可在其中移动且除两端之外的中间部分连接到所述自旋波波导的磁畴壁波导，和连接到所述磁畴壁波导的两端中的一者的额外自旋波产生单元，且藉由使额外自旋波产生单元中所产生的自旋波传播经过所述磁畴壁波导以移动所述磁畴壁，来改变所述有效磁场。
43.根据权利要求38所述控制自旋波的相位的方法，其特征在于：进一步安置磁畴壁可在其中越过所述自旋波波导而移动的磁畴壁波导，且其中使用所述磁畴壁产生杂散场，且通过移动所述磁畴壁来改变所述有效磁场。
44.根据权利要求38所述控制自旋波的相位的方法，其特征在于：将所述自旋波导垂直或水平分成两个路径，且通过将电流流经其中的导线安置在所述自旋波波导垂直或水平延伸同时、在与所述两个路径之间的所述自旋波波导形成预定角度的方向上而形成奥斯特场，来改变所述有效磁场。
45.根据权利要求38所述控制自旋波的相位的方法，其特征在于：进一步安置从所述自旋波波导的下部水平延伸的第一导线、和从所述自旋波波导的上部水平延伸的第二导线，且其中通过使电流流经所述第一和第二导线，藉由因在所述自旋波波导的局部区域中自旋极化的电流而产生的转矩的作用，来改变所述有效磁场。
46.根据权利要求38所述控制自旋波的相位的方法，其特征在于：进一步安置压电体，位于所述自旋波波导与所述第一导线之间或位于所述自旋波波导与所述第二导线之间，且其中通过所述压电体因流经所述第一和第二导线的电压而发生的弹性变形，来改变所述有效磁场。
CN2006800357489A 2005-09-29 2006-09-28 产生强自旋波的方法、进行超高速信息处理的自旋装置 Active CN101273406B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20050091506 2005-09-29
KR10-2005-0091506 2005-09-29
KR10-2006-0092742 2006-09-25
KR1020060092742A KR100819142B1 (ko) 2005-09-29 2006-09-25 강한 스핀파 발생 방법 및 스핀파를 이용한 초고속 정보처리 스핀파 소자
PCT/KR2006/003874 WO2007037625A1 (en) 2005-09-29 2006-09-28 Method of generating strong spin waves and spin devices for ultra-high speed information processing using spin waves

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101273406A true CN101273406A (zh) 2008-09-24
CN101273406B CN101273406B (zh) 2012-05-09

Family

ID=37900000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800357489A Active CN101273406B (zh) 2005-09-29 2006-09-28 产生强自旋波的方法、进行超高速信息处理的自旋装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8164148B2 (zh)
EP (1) EP1929468A4 (zh)
JP (2) JP4960363B2 (zh)
KR (1) KR100819142B1 (zh)
CN (1) CN101273406B (zh)
WO (1) WO2007037625A1 (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012027861A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 City University Of Hong Kong Magnetic memory cell
CN104767020A (zh) * 2015-03-20 2015-07-08 复旦大学 一种自旋波定向传输波导结构
CN104779342A (zh) * 2015-04-20 2015-07-15 北京航空航天大学 一种基于自旋波干涉及多铁性材料的逻辑器件
CN104779274A (zh) * 2015-03-10 2015-07-15 复旦大学 一种具有单向导通特性的自旋波二极管
CN106100605A (zh) * 2015-04-30 2016-11-09 Imec 非营利协会 用于生成并检测自旋波的器件和方法
CN106206935A (zh) * 2016-07-14 2016-12-07 华中科技大学 一种控制自旋波传输的方法
CN108279065A (zh) * 2018-01-23 2018-07-13 电子科技大学 一种探测自旋波信息传输频率的方法
CN109962706A (zh) * 2019-03-28 2019-07-02 电子科技大学 一种基于布洛赫型畴壁的自旋波逻辑器件
CN111162163A (zh) * 2020-01-03 2020-05-15 大连民族大学 一种一维磁涡旋链的构筑方法
CN112563706A (zh) * 2020-11-24 2021-03-26 广东工业大学 磁振子波导和自旋波调制方法
CN115097568A (zh) * 2022-06-05 2022-09-23 复旦大学 一种基于超表面的片上光自旋控制型双波导耦合系统

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7528456B1 (en) * 2005-03-01 2009-05-05 The Regents Of The University Of California Nano-scale computational architectures with spin wave bus
US7535070B2 (en) * 2006-01-30 2009-05-19 The Regents Of The University Of California Spin-wave architectures
WO2007105358A1 (ja) * 2006-03-02 2007-09-20 Kyoto University 強磁性ドットのコア回転素子及び強磁性ドットのコア利用情報記憶素子
KR100915966B1 (ko) * 2007-10-19 2009-09-10 서울대학교산학협력단 자기기록소자의 정보판독방법
EP2206120B1 (en) * 2007-10-19 2015-06-10 SNU R & DB Foundation Ultrafast magnetic recording element and nonvolatile magnetic random access memory using the magnetic recording element
EP2212885B1 (en) 2007-10-19 2013-07-10 SNU R&DB Foundation Method for read-out of information in magnetic recording element and method for read-out of information in magnetic random access memory
JP4764466B2 (ja) * 2008-09-25 2011-09-07 株式会社東芝 ホイスラー合金を有する積層体、この積層体を用いた磁気抵抗素子、及びスピントランジスタ
JP5155907B2 (ja) * 2009-03-04 2013-03-06 株式会社東芝 磁性膜を用いた信号処理デバイスおよび信号処理方法
JP5174246B2 (ja) * 2009-09-17 2013-04-03 株式会社東芝 加算器
JP5389950B2 (ja) 2010-01-20 2014-01-15 株式会社東芝 スピン波デバイス
JP4929369B2 (ja) * 2010-03-23 2012-05-09 株式会社東芝 スピン波素子
JP5783167B2 (ja) * 2010-03-25 2015-09-24 日本電気株式会社 熱型センサ及びプラットフォーム
US20110317841A1 (en) * 2010-06-25 2011-12-29 Lloyd Trammell Method and device for optimizing audio quality
WO2012019806A1 (de) 2010-08-12 2012-02-16 Leibniz-Institut Für Festkörper- Und Werkstoffforschung Dresden E.V. Verfahren und anordnung zur anregung von spinwellen in magnetischen festkörpern
JP2012060033A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Toshiba Corp スピン波素子
JP5228015B2 (ja) 2010-09-14 2013-07-03 株式会社東芝 スピン波装置
RU2477907C2 (ru) * 2010-12-23 2013-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Способ формирования спиновых волн
JP5701628B2 (ja) * 2011-01-31 2015-04-15 株式会社東芝 スピン波素子
GB2500832B (en) * 2011-02-16 2015-12-09 Ibm Ferromagnetic device providing high domain wall velocities
WO2012121230A1 (ja) * 2011-03-10 2012-09-13 国立大学法人東北大学 音波－スピン流変換素子
JP5673951B2 (ja) 2011-08-23 2015-02-18 独立行政法人産業技術総合研究所 電界強磁性共鳴励起方法及びそれを用いた磁気機能素子
JP5746595B2 (ja) * 2011-09-30 2015-07-08 株式会社東芝 磁気メモリ及びその製造方法
JP5759882B2 (ja) 2011-12-09 2015-08-05 株式会社日立製作所 スピン波導波路、及びスピン波演算回路
GB2502312A (en) * 2012-05-24 2013-11-27 Ibm Logic gates using persistent spin helices
RU2528124C2 (ru) * 2012-07-09 2014-09-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный федеральный университет" Магнитный элемент и способ контроля параметров магнитного вихря в ферромагнитных дисках
WO2014038015A1 (ja) * 2012-09-05 2014-03-13 株式会社日立製作所 スピン波スイッチ、及びそれを用いたｆｐｇａ
JP5979757B2 (ja) * 2012-09-14 2016-08-31 国立大学法人 東京大学 波動の誘起・伝播制御システム及び波動の誘起・伝播制御方法
JP6116043B2 (ja) * 2012-10-19 2017-04-19 国立研究開発法人理化学研究所 スキルミオン駆動方法およびマイクロ素子
US8854871B1 (en) * 2012-11-19 2014-10-07 U.S. Department Of Energy Dynamic control of spin states in interacting magnetic elements
KR101443033B1 (ko) * 2013-01-31 2014-09-22 서울대학교산학협력단 자기소용돌이 구조와 나노 링 자성박막을 이용한 미세 모터
JP6078643B2 (ja) * 2013-05-22 2017-02-08 株式会社日立製作所 スピン波デバイス
JP6116053B2 (ja) * 2013-07-04 2017-04-19 国立大学法人 東京大学 スピン波の誘起・初期位相制御システム及び方法、スピン波の誘起・伝播制御システム及び方法
CN104218945A (zh) * 2014-08-26 2014-12-17 北京航空航天大学 一种利用自旋波传播将微波信号转换成直流电信号的方法
US9767876B2 (en) * 2014-10-28 2017-09-19 The Regents Of The University Of California Magnonic holographic memory and methods
WO2016158230A1 (ja) 2015-03-31 2016-10-06 国立研究開発法人科学技術振興機構 スキルミオン生成装置、スキルミオン生成方法、および磁気記憶装置
FR3044844B1 (fr) * 2015-12-02 2018-01-12 Thales Filtre pour ondes radiofrequence et dispositif de filtrage comprenant un tel filtre
WO2017111895A1 (en) * 2015-12-21 2017-06-29 Intel Corporation Spin wave switch apparatus and method
GB201619559D0 (en) * 2016-11-18 2017-01-04 Univ Oxford Innovation Ltd Acoustic excitation and detection of spin waves
EP3339871B1 (en) * 2016-12-21 2019-08-07 IMEC vzw Inline wave majority gate device
WO2019190550A1 (en) * 2018-03-30 2019-10-03 Intel Corporation Guided wave tera-hertz generation apparatus and method using spin orbit effect
KR102073368B1 (ko) * 2018-07-23 2020-02-04 한국과학기술연구원 자기기록장치
US10614902B1 (en) * 2018-10-04 2020-04-07 Universität Duisburg-Essen Tubular nanosized magnetic wires with 360° magnetic domain walls
CN109547125B (zh) * 2018-10-25 2020-08-11 南昌大学 一种用于涡旋信号的全孔径采样接收方法
KR102176109B1 (ko) * 2018-12-13 2020-11-10 재단법인대구경북과학기술원 교환 바이어스 필드 설정방법
KR102517250B1 (ko) * 2020-11-16 2023-04-04 서울대학교산학협력단 자성 박막 구조체를 이용한 신호 전달 소자
KR102387955B1 (ko) * 2020-11-16 2022-04-19 서울대학교산학협력단 자성 박막 구조체를 이용한 멀티플렉서
RU205097U1 (ru) * 2020-12-23 2021-06-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" Фильтр на основе 3d-магнонной структуры
KR102608441B1 (ko) 2021-11-11 2023-11-30 한국과학기술원 스핀파 소자 및 그 제조 방법
DE102021214772A1 (de) * 2021-12-21 2023-06-22 Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf E. V. Vorrichtung und Verfahren zur Informationsverarbeitung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730308A (ja) 1993-07-14 1995-01-31 Nec Corp 静磁波デバイス
JPH10135709A (ja) 1996-10-24 1998-05-22 Murata Mfg Co Ltd 静磁波装置
KR100329369B1 (ko) * 1999-12-21 2002-03-22 오길록 고주파 신호처리용 정자파 소자
GB0207160D0 (en) * 2002-03-27 2002-05-08 Eastgate Invest Ltd Data storage device
JP2005526339A (ja) * 2001-08-21 2005-09-02 シーゲイト テクノロジー エルエルシー 空間ポンプド・スピン波モード・ライターを含む磁気記録ヘッド
JP2005025831A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Toshiba Corp 高周波発振素子、磁気情報記録用ヘッド及び磁気記憶装置

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103069493B (zh) * 2010-08-31 2017-04-12 香港城市大学 磁存储单元
CN103069493A (zh) * 2010-08-31 2013-04-24 香港城市大学 磁存储单元
WO2012027861A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 City University Of Hong Kong Magnetic memory cell
US9224941B2 (en) 2010-08-31 2015-12-29 City University Of Hong Kong System with magnetically stable states and method for asserting magnetically stable state
CN104779274B (zh) * 2015-03-10 2017-12-01 复旦大学 一种具有单向导通特性的自旋波二极管
CN104779274A (zh) * 2015-03-10 2015-07-15 复旦大学 一种具有单向导通特性的自旋波二极管
CN104767020B (zh) * 2015-03-20 2017-11-10 复旦大学 一种自旋波定向传输波导结构
CN104767020A (zh) * 2015-03-20 2015-07-08 复旦大学 一种自旋波定向传输波导结构
CN104779342B (zh) * 2015-04-20 2017-08-15 北京航空航天大学 一种基于自旋波干涉及多铁性材料的逻辑器件
CN104779342A (zh) * 2015-04-20 2015-07-15 北京航空航天大学 一种基于自旋波干涉及多铁性材料的逻辑器件
CN106100605A (zh) * 2015-04-30 2016-11-09 Imec 非营利协会 用于生成并检测自旋波的器件和方法
CN106206935B (zh) * 2016-07-14 2019-01-04 华中科技大学 一种控制自旋波传输的方法
CN106206935A (zh) * 2016-07-14 2016-12-07 华中科技大学 一种控制自旋波传输的方法
CN108279065A (zh) * 2018-01-23 2018-07-13 电子科技大学 一种探测自旋波信息传输频率的方法
CN108279065B (zh) * 2018-01-23 2021-04-23 电子科技大学 一种探测自旋波信息传输频率的方法
CN109962706A (zh) * 2019-03-28 2019-07-02 电子科技大学 一种基于布洛赫型畴壁的自旋波逻辑器件
CN111162163A (zh) * 2020-01-03 2020-05-15 大连民族大学 一种一维磁涡旋链的构筑方法
CN111162163B (zh) * 2020-01-03 2023-04-18 大连民族大学 一种一维磁涡旋链的构筑方法
CN112563706A (zh) * 2020-11-24 2021-03-26 广东工业大学 磁振子波导和自旋波调制方法
CN115097568A (zh) * 2022-06-05 2022-09-23 复旦大学 一种基于超表面的片上光自旋控制型双波导耦合系统
CN115097568B (zh) * 2022-06-05 2024-04-19 复旦大学 一种基于超表面的片上光自旋控制型双波导耦合系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009508353A (ja) 2009-02-26
WO2007037625A1 (en) 2007-04-05
JP4960363B2 (ja) 2012-06-27
KR20070036673A (ko) 2007-04-03
JP2012028794A (ja) 2012-02-09
CN101273406B (zh) 2012-05-09
EP1929468A4 (en) 2009-11-04
US8164148B2 (en) 2012-04-24
EP1929468A1 (en) 2008-06-11
KR100819142B1 (ko) 2008-04-07
JP5552467B2 (ja) 2014-07-16
US20080231392A1 (en) 2008-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101273406B (zh) 产生强自旋波的方法、进行超高速信息处理的自旋装置
Rana et al. Towards magnonic devices based on voltage-controlled magnetic anisotropy
Gubbiotti Three-dimensional magnonics: layered, micro-and nanostructures
Kim Micromagnetic computer simulations of spin waves in nanometre-scale patterned magnetic elements
RU2231214C2 (ru) Магнитные логические элементы
CN106206935B (zh) 一种控制自旋波传输的方法
Semenova et al. Spin wave propagation through an antidot lattice and a concept of a tunable magnonic filter
Gruszecki et al. The influence of the internal domain wall structure on spin wave band structure in periodic magnetic stripe domain patterns
Lara et al. Information processing in patterned magnetic nanostructures with edge spin waves
Stamps Dynamic magnetic properties of ferroic films, multilayers, and patterned elements
Lan et al. Geometric magnonics with chiral magnetic domain walls
Yao et al. Noncollinear topological textures in two-dimensional van der Waals materials: From magnetic to polar systems
Wang et al. Magnonic waveguide based on exchange-spring magnetic structure
WO2017140134A1 (zh) 光子晶体t型波导直角输出双路反相光学时钟信号发生器
Mruczkiewicz et al. The 2021 roadmap for noncollinear magnonics
Xing et al. Frequency-selective manipulation of spin waves: micromagnetic texture as amplitude valve and mode modulator
Balynskiy et al. Effects of the magnetic field variation on the spin wave interference in a magnetic cross junction
Pozzi et al. Single-layer Skyrmions in a van der Waals Antiferromagnet
Gruszecki et al. The influence of the internal domain wall structure on spin wave band structure in periodic magnetic stripe domain patterns
CN112002797A (zh) 基于多铁异质结的电场控制自旋波逻辑器件及其控制方法
WO2017140144A1 (zh) 基于光子晶体十字波导的双路反相光学时钟信号发生器
Dumas et al. Propagating spin waves in nanocontact spin torque oscillators
Silva et al. Magnetization reversals in a disk-shaped small magnet with an interface
Zhou et al. Current-driven periodic domain walls injection in a ferromagnetic nanostrip with a modified perpendicular magnetic anisotropy region
Chhabra et al. Manipulation of hybrid skyrmion dynamics by step DMI approach

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant