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Univ. Paris-Saclay
Spin wave propagation and interferometry.
 
Jeudi 13/01/2011, 10:30
Amphi. Bloch, Bât. 774, Orme des Merisiers, CEA-Saclay

Résumé :

Ce travail a pour objectif l’observation d’interférences d’ondes de spin dans des structures magnétiques confinées. Le chemin jusqu’à cet objectif a mené à la conception un nouvel émetteur-récepteur d’onde de spin qui permet l’observation du mode MsBVW qui est difficilement excitable.

Ce transducteur a été modélisé en généralisant une théorie de transduction existante. L’utilisation d’un facteur démagnétisant constant a été identifiée comme la principale limite car cela ne permet pas de considérer proprement l’effet du confinement. L’émission et la réception d’onde de spin ont ensuite été caractérisées dans l’approche d’onde continue.

Afin de compléter cette étude de propagation d’onde de spin dans des structures magnétiques confinées, une seconde expérience, dans l’espace temporel, a été utilisé pour observer les ondes de spin en mode pulsé. Ceci a mené à la caractérisation de l’évolution du spectre d’onde de spin durant le régime transitoire.

Enfin, deux types d’interférence ont été décrits, et deux types d’interféromètre ont été conçus. Les interférences par addition de champ ont été observées expérimentalement dans le cas des modes de surface. L’intégralité de ces travaux a été réalisée en utilisant du permalloy, alliage métallique ferromagnétique. Ceci signifie qu’il est facilement déposable par pulvérisation cathodique ou par évaporation, qui sont deux techniques largement éprouvées dans l’industrie microélectronique. Même si ce matériaux présente un fort amortissement de la dynamique, il est un meilleur candidat à pour l’intégration dans l’industrie que des matériaux à plus faible amortissement comme le YIG qui nécessite une méthode de dépôt lourde : l’épitaxie.


Abstract:

This work aims to observe spin wave interferences in confined magnetic structures. The way to this goal has led to the design of a new spin wave emitter and receiver that allows observation of MsBVW that are usually hard to excite.

This transducer has been modeled by generalizing an existing spin wave transduction. The use of constant demagnetizing factor has been identified as its main limits as it does not consider properly confinement effect. Then, spin wave emission and reception has been characterized in continuous wave approach.

To complete this study of propagating spin wave in confined magnetic structures, a second set-up, in time domain, has been used to observe spin wave in pulsed mode. This has led to characterization of spin wave spectrum evolution during transient.

Finally, two kinds of spin wave interference have been described and two type of interferometer have been designed. Field addition interferences have been observed experimentally in the case of MsSW. All this work was done using only permalloy because it is a ferromagnetic metallic alloy. This means, it is easily deposited by sputtering or evaporation that are two methods widely used in microelectronic industry. Even if this material has a high damping, it would be more likely adopted by industry than low damping material such as YIG that requires heavy deposition technique, epitaxy.

 

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