Magnonika - co to jest?Głównym przedmiotem badań w naszym Zakładzie są nanostruktury magnetyczne, a w szczególności struktury periodyczne – tak zwane kryształy magnoniczne, w których obserwuje się wzbudzenia magnetyczne w postaci tzw. fal spinowych. Znaczna część naszych badań skupia się na następujących układach:
- strukturach wielokomponentowych, w których występują dwa (lub więcej) materiały, ułożone w periodyczną sieć,
- układach o periodycznej geometrii, w których periodycznie modulowana jest struktura ośrodka, poprzez zmianę grubości, wydrążenie otworów lub modyfikację jest kształtu powierzchni,
- układy niekolinearne, w których konfiguracja magnetyczna ośrodka zmienia się w przestrzeni - przykładem takich struktur są sieci worteksów, skyrmionów czy domen magnetycznych.
Zakład prowadzi również badania dotyczące fal elastycznych i elektromagnetycznych w nanostrukturach periodycznych – kryształach fononicznych i fotonicznych.
Phys. Rev. B, Vol. 93. 2016, pp. 174429
Technologia wykorzystująca falę spinową jako nośnik informacji - tzw. magnonika jest w wielu obszarach konkurencyjna do innych gałęzi technologii: elektroniki, spintroniki, fotoniki i techniki mikrofalowej. Zajmujemy się zagadnieniami, które są pionierskie i atrakcyjne z punktu widzenia rozwoju nowych technologii informatycznych dotyczących przesyłania i przetwarzania sygnałów. Proponujemy nowe możliwości generowania i kontroli fal spinowych. Analizujemy dynamikę fal spinowych. Badamy oddziaływania fal spinowych z falami elektromagnetycznymi i falami akustycznymi.
W eksperymentach numerycznych wykorzystujemy szereg metod badających dynamikę układów magnonicznych w dziedzinie czasu i w dziedzinie częstotliwości, m.in. metodę fal płaskich i metodę elementów skończonych. W symulacjach korzystamy z programów Comsol Multiphysics, MuMax, CST Studio oraz kodów numerycznych rozwijanych we własnym zakresie. W Zakładzie rozwijamy modele teoretyczne dynamiki fal spinowych bazujące na modelach ciągłych i sieciowych. Nasze badania prowadzone są w ścisłej współpracy z wiodącymi grupami eksperymentalnymi zajmującymi się spektroskopią fal spinowych.
Głównym przedmiotem badań w naszym Zakładzie są nanostruktury magnetyczne, a w szczególności struktury periodyczne – tak zwane kryształy magnoniczne, w których obserwuje się wzbudzenia magnetyczne w postaci tzw. fal spinowych. Znaczna część naszych badań skupia się na następujących układach:
- strukturach wielokomponentowych, w których występują dwa (lub więcej) materiały, ułożone w periodyczną sieć,
- układach o periodycznej geometrii, w których periodycznie modulowana jest struktura ośrodka, poprzez zmianę grubości, wydrążenie otworów lub modyfikację jest kształtu powierzchni,
- układy niekolinearne, w których konfiguracja magnetyczna ośrodka zmienia się w przestrzeni - przykładem takich struktur są sieci worteksów, skyrmionów czy domen magnetycznych.
Poza przemieszczaniem się (transportem) masy, spinu lub ładunku, możliwe są także ich drgania. Interesującym ich przykładem są kolektywnie rozchodzące się zaburzenia kierunku spinów. Zaburzenia te nazywane są falami spinowymi i są w centrum zainteresowania młodej dziedziny fizyki ? magnoniki ? którą zajmujemy się w naszym zakładzie. Ze względu na swoje właściwości, fale te są nie tylko intrygującym zjawiskiem do badań naukowych, ale również obiecującym nośnikiem informacji mogącym znacząco zmniejszyć energochłonność oraz zwiększyć prędkość i wydajność stosowanych obecnie elektronicznych i fotonicznych układów do przesyłania i przetwarzania informacji. Jednakże, przed ich technologicznym wdrożeniem, konieczne jest wyjaśnienie i zrozumienie praw fizyki rządzącej dynamiką fal spinowych w nanoskali.
