اطلاعاتی که به صورت مغناطیسی بر روی هارد درایو کامپیوتر ذخیره شده است می‌تواند روزی به شکل موجی از اسپین‌های مغناطیسی، مستقیماً درون کامپیوتر جابه‌جا شود. انجام محاسبات با استفاده از این امواج اسپین که مَگنون‌ها نام‌گذاری شده‌اند، با احتمالی به مصرفِ نیروی کمتری نسبت به جریان برق، نیاز دارد. یک پژوهش جدید که در فیزیکال ریویو لترز تشریح شده، ممکن است به دستگاه‌های مَگنونی واقعیت ببخشد. در این پژوهش، محققان برای اولین بار موفق به کنترل مَگنون‌ها از طریق میدانِ الکتریکی در یک ماده‌ی مگنونی معمولی شدند.

مَگنون به نوسانات دسته جمعی در جهت اسپین‌های مغناطیسی، بدون جابه‌جایی بار الکتریکی، گفته می‌شود. با استفاده از میدان‌های ریزموج، پژوهشگران می‌توانند این امواج را در لایه‌های نازکِ مغناطیسی-به نام موجبَرهای مَگنونی- به راه بیاندازند. این مگنون‌ها قابلیت حمل اطلاعات از طریق اختیار کردن دامنه‌ها یا فازهای متفاوت را دارند، بنابراین کنترل این متغیرها(یعنی دامنه و فازِ مگنون‌ها) یکی از اهداف مهم پژوهشِ جاریست.

یکی از پر طرفدارترین موجبرهای مَگنونی، یک عایق مغناطیسی به نامِ YIG (yttrium iron garnet) است که دارای میرایی مگنونِ بسیار کمی است. کنترلِ مگنون‌ها در YIG با میدان‌های مغناتیسی امکان‌پذیر است، اما یک راه حل کاربردی‌تر آن است که از میدان‌های الکتریکی استفاده شود. میدان‌های الکتریکی می‌توانند از طریقِ ورودی، به طور محلی اعمال شوند، از این رو امکانات بهتری برای یکپارچه‌سازی دستگاه در اختیار می‌گذارند. اما به نظر می‌رسد که YIG نسبت به میدان‌های الکتریکی بی‌تفاوت است. هانگ تنگ از دانشگاه ییل(Yale) و همکارانش نشان می‌دهند که در واقع، زمانی که یک میدان الکتریکی عرضی به یک موجبرِ YIG اعمال می‌شود، می‌تواند فازِ مَگنون را تغییر دهد. گروه با استفاده از یک تداخل‌سنج، متوجه تغییر فاز و تاثیرپذیری آن از قدرت میدان الکتریکی شد. همان‌طور که به تازگی پیش‌بینی شده بود، این تواناییِ تنظیم به دلیل برهم‌کنش شدید اسپین- مدار است که اسپین را با حرکت مداری الکترون جفت می‌کند(و میدان الکتریکی بر روی آن تاثیر می‌گذارد). نتیجه‌ی این پژوهش می‌تواند برای ساختن ورودی‌های منطقی مگنونی ساده و کم مصرف استفاده شود.

Michael Schirber

منبع:Electronic Tuning of Spin Waves