CN114639529B - 人工自旋冰纳米结构以及自旋波传输调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种人工自旋冰纳米结构以及自旋波传输调控方法，包括顶层的风车型人工自旋冰和底层的软铁磁层，风车型人工自旋冰与软铁磁层通过静磁作用耦合在一起；调整顶部风车型人工自旋冰的磁化状态，可在底部软铁磁层中形成明显的自旋波纳米通道，在自旋波纳米通道中可以传播特定频率的自旋波；通过对顶层风车型人工自旋冰磁化状态全局或局部调整，实现有效的引导和操控自旋波的传输。本发明进一步拓宽了人工自旋冰在磁振子电子学中的应用，为有效的引导和操控自旋波提供了一种新方法，这种由软铁磁层耦合的人工自旋冰纳米结构可能会被应用于低功耗的信息和数据处理中，将对新型自旋波逻辑器件和电路的开发产生重要的影响。

Description

人工自旋冰纳米结构以及自旋波传输调控方法

技术领域

本发明属于磁振子电子学技术领域，具体涉及一种人工自旋冰纳米结构以及自旋波传输调控方法。

背景技术

随着摩尔定律逐渐接近物理极限，磁振子电子学被认为是最具潜力的信息传输和处理技术，近年来得到了蓬勃发展。在磁振子电子学中，信息的载体是自旋波磁振子，与光子晶体类似，通常把能够传播自旋波的周期性磁性纳米材料称为磁振子晶体，其研究目的主要是寻找CMOS半导体技术的替代品，从而为后摩尔时代信息技术铺平道路。使用自旋波作为信息的载体是目前最先进的信息技术，它不依赖于电荷传输，从而可以有效地避免焦耳热的产生。与同频率的电磁波相比，自旋波波长要短很多，因此，使用自旋波可以设计更小的纳米器件。在过去的几年里，许多基于自旋波概念的纳米器件被提出，然而，在通往实际应用的道路上，对于自旋波的有效引导和控制仍是一个棘手的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题：本发明提供一种通过顶层风车型人工自旋冰磁化状态的全局或局部调整，可实现自旋波传输的有效调控的人工自旋冰纳米结构以及自旋波传输调控方法。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种人工自旋冰纳米结构，包括顶层的风车型人工自旋冰和底层的软铁磁层，风车型人工自旋冰与软铁磁层通过静磁作用耦合在一起；通过调整顶层风车型人工自旋冰的磁化状态，可实现水平畴态和垂直畴态这两种状态之间的切换。水平畴态下，在底部软铁磁层中形成水平方向连续的自旋波纳米通道，在自旋波源的激发下，特定频率的自旋波可沿通道传输；垂直畴态下，在底部软铁磁层中并没有激发出连续的自旋波纳米通道，水平方向的自旋波纳米通道被关闭。

进一步地，所述风车型人工自旋冰的若干纳米磁体分别设置在小正方形格子中心并呈棘轮状周期排布。

进一步地，所述风车型人工自旋冰是将方形人工自旋冰中的纳米磁体绕其中心旋转45°获得；纳米磁体的长度为L＝300nm，宽度W＝80nm，厚度T＝20nm，形状为椭圆形。

进一步地，风车型人工自旋冰和底层软铁磁层的材料均为坡莫合金，软铁磁层的厚度为10nm。

一种基于人工自旋冰纳米结构的自旋波传输调控方法，将风车型人工自旋冰与底层的软铁磁层通过静磁作用耦合在一起，调整顶部风车型人工自旋冰的磁化状态，可在底部软铁磁层中形成明显的自旋波纳米通道，在自旋波纳米通道中可以传播特定频率的自旋波；通过对顶层风车型人工自旋冰磁化状态的全局或局部调整，可实现有效的引导和操控自旋波的传输。

进一步地，通过调整顶层风车型人工自旋冰的磁状态配置，实现水平畴态和垂直畴态这两种状态之间的切换，水平畴态下，在软铁磁层中呈现水平方向弯曲的条纹状磁畴和磁畴壁，在畴壁处形成连续、强而清晰的自旋波纳米通道自旋波纳米通道；垂直畴态下，在软铁磁层中呈现垂直方向弯曲的条纹状磁畴和磁畴壁，软铁磁层中自旋波的空间分布分立且较弱，实现自旋波纳米通道的关闭。

进一步地，自旋波纳米通道可以通过面内垂直和水平方向外磁场饱和磁化样品实现打开或关闭；沿人工自旋冰纳米结构面内+x方向施加正弦自旋波激发场，在水平畴态的底部软铁磁层中形成明显的自旋波纳米通道，自旋波可沿纳米通道传输较远的距离。

进一步地，通过顶层风车型人工自旋冰的磁化状态的局部调整，在底部软铁磁层中，由于顶层人工自旋冰磁化状态的局部写入可实现自旋波传输通道的开关。

进一步地，在水平畴态中写入垂直畴态，水平方向传输的自旋波被写入的垂直畴态阻断，实现水平方向的自旋波传输的关闭。

进一步地，在垂直畴态中写入水平畴态，可以引入水平方向的自旋波传输通道，实现自旋波沿水平方向的传输。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的人工自旋冰纳米结构以及自旋波传输调控方法，通过微磁学模拟研究发现，对于不同磁化状态的样品，由于顶层风车型人工自冰磁化状态的影响，在底部软铁磁层中可形成稳定的条带状磁畴和磁畴壁，并在畴壁中形成明显的自旋波纳米通道。通过进一步模拟研究，本发明证实了特定频率的自旋波可在这些纳米通道中传输，通过顶层风车型人工自旋冰磁化状态的全局或局部调整，可实现自旋波传输的有效调控。本发明进一步拓宽了人工自旋冰在磁振子电子学中的应用，为有效的引导和操控自旋波提供了一种新方法，这种含软铁磁层耦合的人工自旋冰纳米结构可能会被应用于低功耗的信息和数据处理中，将对新型自旋波逻辑器件和电路的开发产生重要的影响。

附图说明

图1是底部软铁层耦合的风车型人工自旋冰示意图；

图2是周期结构单元及顶层风车型人工自旋冰具体空间排布；

图3是垂直和水平磁畴态周期结构单元的铁磁共振情况，其中：

(a)零偏置磁场下底部软铁磁层中垂直畴态微磁结构及其顶部风车型人工自旋冰的磁化状态；

(b)零偏置磁场下底部软铁磁层中水平畴态微磁结构及其顶部风车型人工自旋冰的磁化状态；

(c)垂直畴态和水平畴态的铁磁共振谱；

(d)垂直畴态H₁＝3.71GHz的自旋波空间分布模式图；

(e)水平畴态H₁＝3.71GHz的自旋波空间分布模式图；

图4是本发明的垂直畴态周期结构单元特征共振峰的空间分布模式图，其中

(a)是基态下顶部风车型人工自旋冰的微磁结构；

(b)-(d)分别是顶部风车型人工自旋冰中H₁＝3.71GHz，V₁＝4.30GHz，V₂＝5.47GHz的自旋波空间分布模式；

(e)是基态下底部软铁磁层的微磁结构；

(f)-(h)分别是底部软铁磁层中H₁＝3.71GHz，V₁＝4.30GHz，V₂＝5.47GHz的自旋波空间分布模式；

图5是本发明的水平畴态周期结构单元共振峰的空间分布模式，其中

(a)是基态下顶部风车型人工自旋冰的微磁结构；

(b)-(d)分别是顶部风车型人工自旋冰中H₁＝3.71GHz，H₂＝6.50GHz，H₃＝7.62GHz的自旋波空间分布模式；

(e)是基态下底部软铁磁层的微磁结构；

(f)-(h)分别为底部软铁磁层中H₁＝3.71GHz，H2＝6.50GHz，H₃＝7.62GHz的自旋波空间分布模式；

图6是垂直和水平畴态样品的铁磁共振图，其中

(a)是两种畴态样品的铁磁共振谱；

(b)是垂直畴态样品的微磁结构；

(c)是水平畴态样品的微磁结构；

(d)是垂直畴态样品底部软铁磁层中3.71GHz的自旋波空间分布模式；

(e)是水平畴态样品底部软铁磁层中3.71GHz的自旋波空间分布模式；

图7是自旋波在垂直和水平畴态样品底部软铁磁层中的传输示意图，其中：

(a)是垂直畴态样品底部软铁磁层的微磁结构；

(b)是自旋波在垂直畴态样品底部软铁磁层中的传输；

(c)是水平畴态样品底部软铁磁层的微磁结构；

(d)是自旋波在水平畴态样品底部软铁磁层中的传输；

图8是水平畴态中写入垂直畴态样品的铁磁共振，其中：

(a)是在水平畴态中写入垂直畴态样品的铁磁共振谱；

(b)是在水平畴态中写入垂直畴态样品的微磁结构；

(c)-(e)是在水平畴态中写入垂直畴态样品底部软铁磁层中P₁(3.12GHz)，P₂(3.71GHz)，P₃(4.30GHz)的自旋波空间分布模式；

图9是自旋波在水平畴态中写入垂直畴态样品的底部软铁磁层中的传播，其中：

(a)是在水平畴态中写入垂直畴态样品底部软铁磁层的微磁结构；

(b)是自旋波在水平畴态中写入垂直畴态样品的底部软铁磁层中的传播；

图10是在垂直畴态中写入水平畴态样品的铁磁共振，其中：

(a)是在垂直畴态中写入水平畴态样品的铁磁共振谱；

(b)是在垂直畴态中写入水平畴态样品的微磁结构；

(c)-(e)是在垂直畴态中写入水平畴态样品底部软铁磁层中G1(2.93GHz)，G2(3.42GHz)，G3(4.25GHz)的自旋波空间分布模式；

图11是自旋波在垂直畴态中写入水平畴态样品底部软铁磁层中的传播，其中：

(a)是在垂直畴态中写入水平畴态样品底部软铁磁层的微磁结构；

(b)是自旋波在垂直畴态中写入水平畴态样品底部软铁磁层中的传输。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

人工自旋冰作为磁振子晶体的天然类似物，是一种由静磁相互作用的纳米磁体组成的磁性超材料，最初被用来模拟稀土烧绿石结构自旋冰中的阻挫现象。由于人工自旋冰系统具有新奇的物理现象和潜在的应用价值成为近年来研究的热点。人工自旋冰在GHz频段具有丰富的模式谱和可调的能带结构，并且可以通过人工自旋冰的几何结构和磁状态来进行调控，这些特性使人工自旋冰在可编程的磁电子学器件中显示出巨大的潜力。

如图1所示，本发明的人工自旋冰纳米结构，是一种底层由铁磁耦合的风车型人工自旋冰纳米结构，包括顶层和底层，顶层是风车型人工自旋冰，由方形自旋冰中每个条形纳米磁体绕其中心旋转45°获得；底层是二维平面软铁磁层，底层软铁磁层厚度为10nm，风车型人工自旋冰与底层的软铁磁层通过静磁作用耦合在一起。组成顶层人工自旋冰和底层软铁磁层的材料均为坡莫合金(Ni₂₀Fe₈₀)。

如图2所示，为其周期结构单元及顶层风车型人工自旋冰具体空间排布示意图，顶层人工自旋冰条形纳米磁体的长度为L＝300nm，宽度W＝80nm，厚度T＝20nm，形状为椭圆形，这些条形纳米磁体处于对角线长度为d＝350nm的小正方形格子的中心位置并呈棘轮状周期排布。

本发明利用Mumax³软件模拟计算人工自旋冰纳米结构的各项性能参数，以证实本发明的人工自旋冰纳米结构以及自旋波传输调控方法的可行性，在模拟计算过程中，坡莫合金材料的参数设置为：饱和磁化强度M_s＝8.6×10⁵A/m，阻尼系数α＝0.01，交换常数A_ex＝1.3×10^-11J/m，并忽略磁晶各项异性。

本发明中铁磁共振谱的计算的方法为：首先通过高阻尼α＝1运行10ns，再利用实际低阻尼α＝0.01运行20ns的方式使体系能量驰豫到最低，从而得到稳定的体系基态。在体系基态的基础上，在整个空间沿面内+x方向施加50ps的外磁场脉冲(B_x＝2mT)进行激励。通过每隔10ps对磁化强度演化20ns进行采样，可以得到空间平均的磁化强度变化：

Δm(x，y，z，t)＝m(x，y，z，t)-m(x，y，z，t₀) (1)

其中，x，y，z是坐标轴的三个分量，t是时间，t₀是体系基态时所对应的时刻，m(x，y，z，t₀)为基态时的磁矩，对式(1)其进行傅里叶变换便可获得频域共振谱。

特定频率的自旋波空间分布模式可以通过下式(2)计算该频率下每个网格点磁矩的变化并绘制为位置的函数，即可获得特定频率自旋波的空间分布模式。

其中，m_x，m_y，m_z为磁矩在x，y，z三个坐标轴上的分量。

计算周期结构单元时，模拟单元网格大小设置为1.93nm×1.93nm×5nm，并在x-y二维平面上对顶部风车型人工自旋冰和底部软铁磁层均使用周期性边界条件。在模拟扩大的样品时，样品尺寸设置为10150nm×10150nm，由于样品较大，本发明设置的模拟单元网格为10nm×10nm×10nm，并使用开放的边界条件。

在研究自旋波的传播时，首先通过高阻尼α＝1运行10ns，再利用实际低阻尼α＝0.01运行20ns的方式使体系能量驰豫到最低，从而得到稳定的体系基态。在体系基态的基础上，在样品的正中心宽度为10nm的区域沿面内+x方向施加一个正弦交变磁场B_x＝A sin(2πft)来形成线自旋波激发源，其频率为f，振幅为A＝2mT，通过每隔10ps对磁化强度随时间的演化进行采样，可以得到每个网格点磁化强度变化量：

Δm(x，y，z，t)＝m(x，y，z，t)-m(x，y，z，t₀) (3)

其中，其中，x，y，z是坐标轴的三个分量，t是时间，t₀是体系基态时所对应的时刻，m(x，y，z，t₀)为基态时的磁矩。

自旋波的空间传播图像可通过下式(4)对一段时间内每个网格点磁矩的变化的最大值进行计算，并绘制为位置的函数而得到。

风车型人工自旋冰具有四重简并铁磁性，并可通过施加外磁场实现全局磁化状态的调控。由于构成风车型人工自旋冰的纳米磁体具有较强的形状各项异性，这些全局有序磁状态在零偏置磁场下可稳定存在。如图3所示，图3(a)和图3(b)分别为顶层风车型人工自旋冰两种磁有序的微磁结构，黑色箭头方向表示顶部风车型人工自旋冰的磁化状态配置，白色虚线是磁畴壁；在这两种有序的磁化配置下，在底部的软铁磁层中的分别呈现出垂直(如图3(a)所示)和水平(如图3(b)所示)方向弯曲的条纹状磁畴和磁畴壁，把图3(a)记为垂直畴态，把图3(b)记为水平畴态，这两种状态可通过在平面内分别沿水平(对于垂直磁畴状态)和垂直(对于水平磁畴状态)方向施加外磁场饱和磁化样品而获得。因此，通过调整顶层风车型人工自旋冰的磁化状态配置，很容易实现这两种状态之间切换，并可在零偏置磁场下可以稳定存在。

零偏置磁场下，垂直畴态和水平畴态两种周期结构单元的铁磁共振谱如图3(c)所示，其中，频率H₁＝3.71GHz，H₂＝6.50GHz，H₃＝7.62GHz，V₁＝4.30GHz，V₂＝5.47GHz。从中可以看到，垂直畴态的最强峰值为V₁(4.30GHz)，水平畴态最强峰值为H₁(3.71GHz)，其振幅远高于其他峰值V₂、H₂和H₃。然而，垂直畴态和水平畴态的共振谱存在着明显差异。为了研究这些峰的起源及其共振谱的差异，本发明计算了水平和垂直畴态下不同频率自旋波的空间模分布。

图4和5和分别给出了两种状态下的顶层人工自旋冰和底部软铁磁层的微磁结构及其不同频率共振峰所对应空间模式，从中可以看出铁磁共振谱的功率主要来自底部软铁磁层的贡献，顶部人工自旋冰贡献较小。图3(d)和(e)分别给出了这两种畴态下底部软铁磁层中3.71GHz的空间分布模式，从中可以看出，在垂直畴态下，自旋波的空间分布显示出分立且较弱的特征。而对于水平畴态，在畴壁处显示出连续、强而清晰的自旋波纳米通道，这与基于磁畴壁的磁振子波导的结果完全一致。垂直畴态的畴壁上没有强自旋波纳米通道的原因是畴壁中的磁矩大都沿水平方向排列(如图3(a)所示)，与外磁场脉冲方向相同，所以畴壁的中的磁矩震荡较弱。另一方面，在水平磁畴状态下，磁畴壁的磁矩大都沿垂直方向排列(如图3(b)所示)，与外磁场脉冲方向垂直，因此磁畴壁中的磁矩产生的震荡较强。垂直和水平磁畴态对外部磁响应的显著不同提供了一种完美的可重构磁晶体，其中自旋波纳米通道可以通过垂直和水平外磁场饱和磁化样品来方便地打开或关闭。

为了证实自旋波在纳米通道中的传输，将样品的尺寸扩大到10150nm×10150am，并在模拟中使用开放的边界条件。图6(b)和(c)分别为垂直和水平畴态样品的微磁结构。图6(a)为两种畴态样品的铁磁共振谱，从中可以看出，把样品尺寸扩大后，其铁磁共振谱与周期性结构单元几乎一致(图3(c)所示)，具有同样的本征峰值，这也进一步说明在计算较大的样品时，为了减小计算量且又要考虑到样品的实际情况，选择使用周期性边界条件正确性。图6(d)和(e)分别为两种畴态样品底部软铁磁层中3.71GHz自旋波所对应的空间分布模式，从中可以发现，在水平畴态样品的底部软铁磁层中形成明显的多通路自旋波传输通道。

为了研究自旋波在两种畴态样品中的传输，本发明在样品正中心宽度为10nm的区域(如图7(a)和(c)中间白色区域所示)，沿面内+x方向施加频率为f＝3.71GHz的正弦激发场。图7(a)和(c)分别为垂直和水平畴态样品的底部软铁磁层在外磁场为零时的微磁结构图，分别形成竖直和水平方向的条带状畴结构。图7(b)和(d)分别给出了在交变外磁场持续激发1.5ns时间里，垂直和水平畴态样品底部软铁磁层中自旋波的传输图像，从中可以看出，在垂直畴态的底部软铁磁层中，自旋波集中在中间较小的区域，而在水平畴态样品底部软铁磁层中，自旋波可沿纳米通道传输较远的距离。由此可见，通过顶层风车型人工自旋冰不同磁化状态全局调控，可实现自旋波的有效引导和调控。

本发明利用通过顶层风车型人工自旋冰的磁化状态的局域调整，在底部软铁磁层中实现可写的自旋波纳米通道。本发明模拟了自旋波在局部写入磁状态样品底部软铁磁层中的传输。在水平畴态中写入垂直畴态样品的微磁结构如图8(b)所示，这种状态不可能通过整体磁化样品来实现，但可以通过磁写入技术方便地实现。图8(a)为在水平畴态中写入垂直畴态样品的铁磁共振谱，从中可以看出，由于垂直畴态的引入，其铁磁共振谱发生了变化，主峰产生了较小的劈裂，较强的峰值分别为P₁(3.12GHz)，P₂(3.71GHz)，P₃(4.30GHz)。三个频率峰值所对应的空间分布模式分别如图8(c)-(e)所示。从中可以看出，在3.71GHz时，在底部软铁磁层中仍然存在明显的自旋波传播通道，然而，通道在垂直畴态区域被阻断。

在水平畴态中写入垂直畴态样品的正中心宽度为10nm的区域(如图9(a)中间白色区域所示)，沿面内+x方向施加频率为f＝3.71GHz的正弦激发场，在持续激发1.5ns时间里，自旋波的传输图像如图9(b)所示。通过分析发现，水平方向传输的自旋波可以被写入的竖直畴态成功阻断，成功关闭了水平方向的自旋波传输，实现了自旋波传输方向的人为操控。在水平畴态样品中可以写入垂直畴态，同样在垂直畴态样品中也可以写入水平畴态，在垂直样品中写入水平畴态样品的微磁结构如图10(b)所示，其铁磁共振谱如图10(a)所示，从中可以看出，由于水平畴态的引入，其铁磁共振谱同样产生了变化，主峰产生了明显的劈裂，较强的峰分别为G₁(2.93GHz)，G₂(3.42GHz)，G₃(4.25GHz)。三个频率峰所对应的自旋冰空间分布模式分别如图10(c)-(e)所示。从中可以看出，在3.42GHz时，在底部软铁磁层中由于水平畴态的写入水平方向的自旋波传输通道被引入。

本发明新型的人工自旋冰纳米结构是由底部软铁磁层和顶部风车型人工自旋冰耦合而成，上层的人工自旋冰为“风车”冰，通过将方形人工自旋冰中的每个纳米磁体绕其中心旋转45°获得。而底层是二维平面软铁磁层，顶部风车型人工自旋冰与底层的软铁磁层通过静磁作用耦合在一起。基于微磁学模拟，由于顶部人工自旋冰的特殊的磁化状态，可在底部软铁磁层中形成明显的自旋波纳米通道，在这些通道中可以传播特定频率的自旋波。通过对顶层人工自旋冰磁化状态全局或局部调整，可以有效的引导和操控自旋波的传输。为有效的引导和操控自旋波提供了一种新方法，这种人工自旋纳米结构可能会被应用于低功耗的信息和数据处理中，将为新型自旋波逻辑器件和电路的开发和利用产生重要的影响。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种人工自旋冰纳米结构，其特征在于，包括顶层的风车型人工自旋冰和底层的软铁磁层，风车型人工自旋冰与软铁磁层通过静磁作用耦合在一起；所述风车型人工自旋冰是将方形人工自旋冰中的纳米磁体绕其中心旋转45^o获得；且风车型人工自旋冰的若干纳米磁体分别设置在小正方形格子中心并呈棘轮状周期排布；风车型人工自旋冰和底层软铁磁层的材料均为坡莫合金；

通过调整顶层风车型人工自旋冰的磁化状态，可实现水平畴态和垂直畴态这两种状态之间的切换，水平畴态下，在底部软铁磁层中形成水平方向连续的自旋波纳米通道；在自旋波源的激发下，特定频率的自旋波可沿通道传输；垂直畴态下，在底部软铁磁层中并没有激发出连续的自旋波纳米通道，水平方向的自旋波纳米通道被关闭。

2.根据权利要求1所述的人工自旋冰纳米结构，其特征在于：纳米磁体的长度为L= 300nm，宽度W = 80 nm，厚度T = 20 nm，形状为椭圆形。

3.根据权利要求1所述的人工自旋冰纳米结构，其特征在于：底部软铁磁层的厚度为10nm。

4.一种基于人工自旋冰纳米结构的自旋波传输调控方法，其特征在于：将风车型人工自旋冰与底层的软铁磁层通过静磁作用耦合在一起，调整顶部风车型人工自旋冰的磁化状态，可在底部软铁磁层中形成明显的自旋波纳米通道，在自旋波纳米通道中可以传播特定频率的自旋波；通过对顶层风车型人工自旋冰磁化状态的全局或局部调整，可实现有效的引导和操控自旋波的传输；通过调整顶层风车型人工自旋冰的磁状态配置，实现水平畴态和垂直畴态这两种状态之间的切换，水平畴态下，在底部软铁磁层中呈现水平方向弯曲的条纹状磁畴和磁畴壁，在畴壁处形成连续、强而清晰的自旋波纳米通道；垂直畴态下，在软铁磁层中呈现垂直方向弯曲的条纹状磁畴和磁畴壁，软铁磁层中自旋波的空间分布分立且较弱，实现自旋波纳米通道的关闭。

5.根据权利要求4所述的自旋波传输调控方法，其特征在于：自旋波纳米通道可以通过面内垂直和水平方向的外磁场饱和磁化样品实现打开或关闭；沿人工自旋冰纳米结构面内+x方向施加正弦自旋波激发场，在水平畴态的底部软铁磁层中形成明显的自旋波纳米通道，自旋波可沿纳米通道传输较远的距离。

6.根据权利要求4所述的自旋波传输调控方法，其特征在于：通过顶层风车型人工自旋冰的磁化状态的局域调整，在底部软铁磁层中，由于顶层人工自旋冰磁化状态的局部写入可实现自旋波传输通道的开关。

7.根据权利要求6所述的自旋波传输调控方法，其特征在于：在水平畴态中写入垂直畴态，水平方向传输的自旋波被写入的垂直畴态阻断，实现水平方向的自旋波传输的关闭。

8.根据权利要求6所述的自旋波传输调控方法，其特征在于：在垂直畴态中写入水平畴态，可以引入水平方向的自旋波传输通道，实现自旋波沿水平方向的传输。

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