Дослідники розробили інтерферометр, який працює з магнітними квазічастинками, званими магнонами, а не фотонами, як у звичайних інтерферометрах. Хоча магнонні сигнали мають дискретні фази, які зазвичай не можуть бути змінені безперервно, магнонний інтерферометр може генерувати безперервну зміну магнонного сигналу.
У майбутньому ця здатність може бути використана для розробки магнонних інтегральних схем та інших магнонних пристроїв, які долають деякі обмеження, з якими стикаються їхні електронні колеги.
Дослідники, Юнь-Мей Лі, Цзян Сяо і Кай Чанг, опублікували статтю про свою роботу з магнонами в недавньому випуску Nano Letters.
Однією з характерних особливостей магнонів є їх дискретна і топологічна природа, оскільки вони несуть фіксовану кількість енергії і можуть розглядатися як квантовані спинові хвилі. Ця характеристика магнонів робить їх надійними проти локальних обурень і заборонених процесів зворотного розсіювання, таких як джоулеве нагрівання і локальні дефекти, які часто викликають втрати в електронних пристроях.
З цієї причини дослідники вивчають можливість використання магнонних струмів замість електричних струмів для передачі та обробки інформації у високоефективних системах обробки інформації.
Однак для управління магнонами потрібна здатність безперервно змінювати магнонний сигнал, який був складним. У новій роботі дослідники досягають це, створюючи хвилевод зі штучних кристалів магнонів, що складається з магнітного ізолятора іттрій-залізного гранату, який має візерункові трикутні отвори.
Вони показали, що між двома з цих кристалів магнонів виникають протилежні напрямки обертання трикутних дірок. Ці магнонні моди мають бажані властивості несприйнятливості до зворотного розсіювання і залишаються дуже когерентними під час поширення, що дозволяє використовувати їх у магнонному інтерферометрі, здатному безперервно змінювати магнонний сигнал.
Щоб продемонструвати це, дослідники використовували магнонічний інтерферометр для поділу магнонного пучка, відправки його двома шляхами поширення і направлення обох частин променя для повторення. Таким чином, маніпулюючи променем, дослідники могли домогтися безперервної зміни магнітного сигналу на детекторі, розташованому в кінці одного з шляхів променя.
«Інтерферометр дуже чутливий до зовнішніх магнітних полів, так як дуже слабке магнітне поле (близько 1 гаусса) може значно змінити сигнал», - сказав Чанг в Phys.org.
Дослідники очікують, що в майбутньому здатність інтерферометра контролювати магнонні сигнали таким чином, може призвести до розробки магнонних пристроїв для обробки інформації, щоб уникнути втрат, які завдають шкоди звичайним електронним пристроям.