Иллюстрация эксперимента. Авторы и права: Дрейер и др., Nature Communications (CC-BY-SA 4.0)

Основная идея спинтроники заключается в использовании особого свойства электронов — спина — для различных электронных приложений, таких как информационные и информационные технологии. Спин - это собственный угловой момент электронов, который создает магнитный момент. Соединение этих магнитных моментов создает магнетизм, который в конечном итоге может быть использован для обработки информации. Когда эти связанные магнитные моменты локально возбуждаются импульсом магнитного поля, эта динамика может волнообразно распространяться по всему материалу. Их называют спиновыми волнами или магнонами.

Особый тип этих волн лежит в основе работы физиков из Галле. Обычно нелинейное возбуждение магнонов дает целые числа выходной частоты — например, 1000 мегагерц становится 2000 или 3000.

«До сих пор было только теоретически предсказано, что нелинейные процессы могут генерировать спиновые волны с более высокими полуцелыми числами, кратными частоте возбуждения», — объясняет профессор Георг Вольтерсдорф из Института физики MLU. Теперь команда смогла экспериментально показать, какие условия необходимы для генерации этих волн и управления их фазой. Фаза – это состояние колебания волны в определенный момент и время. «Мы первыми подтвердили эти возбуждения в экспериментах и ​​даже смогли нанести их на карту», ​​— говорит Вольтерсдорф.

По словам физика, волны могут генерироваться в двух стабильных фазовых состояниях, а это означает, что это открытие потенциально может быть использовано в приложениях для обработки данных, поскольку компьютеры, например, также используют двоичную систему.