[发明专利]自旋波调制方法

说明书

本发明公开了一种自旋波调制方法，磁振子波导包括上层膜、下层膜和天线，上层膜中形成奈尔磁畴壁，天线覆盖上层膜并与上层膜和下层膜存在电隔离，下层膜用于接受注入调制电流，天线用于接受施加交变电场。本发明通过输入到磁振子波导中的调制电流的方向和密度来调制磁振子波导传输的自旋波，可以实现自旋波的振幅的放大，从而改善磁振子波导本身的阻尼引起的自旋波的衰减，能够改善磁振子波导的品质，而且实施例中的磁振子波导的功耗较低，对散热器件的要求也较低，因此可以将本实施例中的磁振子波导应用于低功耗要求或者远距离传输要求等的更多的场合。本发明广泛应用于电子器件技术领域。

技术领域

本发明涉及电子器件技术领域，属于磁振子自旋电子技术，具体是一种自旋波调制方法。

背景技术

自旋波是磁性材料中磁矩进动在其内部传输形成的波，属于磁体内的集体激发，也称为磁振子。以自旋波作为信息载体的各种功能性器件常被称为磁振子器件。作为信息载体，自旋波具有许多优异的特性。例如，自旋波的波长对样品尺寸具有自适应性，即对于给定频率，样品尺寸越小，自旋波的波长也越小，这就使磁振子器件易于微缩化，可以广泛应用于微米至纳米尺度器件，天然地适应器件微型化的趋势。

磁振子波导是构建磁振子器件的核心单元，光纤型磁振子波导利用磁性材料内部的磁畴壁来传输自旋波，表现出极佳的传输性能，相比常规磁振子波导，在多个方面具有显著优势。虽然与常规磁振子波导相比，光纤型磁振子波导能够更大地抑制散射，但是由材料自身阻尼导致的自旋波能量损失依然存在，即便对于具有最低阻尼系数的材料，这种衰减也十分显著。自旋波的衰减影响磁振子器件的功能实现，甚至决定了磁振子器件的品质。因此，如何对光纤型磁振子波导中的自旋波进行调制，以改善因阻尼所致的振幅衰减成为一个重要的问题。

发明内容

针对上述至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种自旋波调制方法，用于使用磁振子波导进行自旋波调制，其中，所述磁振子波导包括由第一材料制成的上层膜、由第二材料制成的下层膜和天线；所述上层膜中形成奈尔磁畴壁；所述天线覆盖所述上层膜和所述下层膜，所述天线与所述上层膜之间由绝缘层隔离；所述下层膜用于接受注入调制电流；所述天线用于接受施加交变电场；所述上层膜与所述下层膜叠合成纳米线结构；所述天线垂直于所述纳米线结构，所述天线与所述纳米线结构存在电隔离；

所述自旋波调制方法包括：

在所述的磁振子波导的上层膜中写入条形奈尔磁畴壁，向天线施加交变电场，以使所述磁振子波导中产生自旋波；

将调制电流注入所述磁振子波导中的下层膜；

通过控制所述调制电流的方向和密度，调制所述自旋波的衰减特性；

所述通过控制所述调制电流的方向和密度，调制所述自旋波的衰减特性，包括以下至少一个步骤：

控制所述调制电流的方向为反方向，以使所述自旋波的振幅随着在所述磁振子波导中的传输距离增大而减小得更快；所述反方向为所述纳米线中右侧指向左侧；

控制所述调制电流的方向为正方向，并控制所述调制电流的密度低于阈值，以使所述自旋波的振幅随着在所述磁振子波导中的传输距离增大而减小得更慢；所述正方向为所述纳米线中左侧指向右侧；

控制所述调制电流的方向为正方向，并控制所述调制电流的密度等于阈值，以使所述自旋波在所述波导中以恒定幅度传输；

控制所述调制电流的方向为正方向，并控制所述调制电流的密度大于阈值，以使所述自旋波的振幅随着在所述波导中的传输距离增大而增大。

进一步地，所述下层膜用于接受注入所述调制电流，电流沿着下层膜的长度方向。

进一步地，所述纳米线结构的两端存在阻尼增强区域；所述阻尼增强区域属于所述上层膜的一部分；所述阻尼增强区域的阻尼系数大于所述上层膜的阻尼系数。