Magnetismin 3D-muokkausta laserilla

Politecnico di Milanon johtama kansainvälinen tutkimusryhmä on kehittänyt innovatiivisen tekniikan magnetismin hallitsemiseksi kolmiulotteisesti nanometritasolla kiteisissä yttriumrautagranaatin (YIG) ohutkalvoissa.

YIG on avainmateriaali magnoniikan alalla – nousevassa kentässä, joka hyödyntää spin-aaltoja sekä signaalinkäsittelyssä että vähän tehoa käyttävien laskentalaitteiden toteutuksessa.

Ehdotettu menetelmä on yksinkertainen ja yksivaiheinen: siinä käytetään fokusoitua UV-laseria monimutkaisten magneettisten kuvioiden pysyvään "kirjoittamiseen" YIG-kalvojen sisään.

Nature Communicationsissa julkaistussa tutkimuksessa tutkijat osoittavat, että UV-säteilytys tuottaa vakaan, paikallisen kasvun kohtisuorassa magneettisessa anisotropiassa, joka on tärkeä materiaaliominaisuus.

Tuloksena oleva magneettinen muutos rajoittuu sekä sivusuunnassa että syvyyssuunnassa noin 100 nanometrin kokoisiin piirteisiin vaarantamatta YIG:n kiteistä rakennetta.

Tekniikan lisäetuna on, että muokkauksen syvyyttä voidaan säätää tarkasti säätämällä laserin tehoa, mikä mahdollistaa magneettiprofiilin jatkuvan, aidosti kolmiulotteisen hallinnan.

Tämä lähestymistapa tasoittaa tietä monimutkaisten magneettisten arkkitehtuurien ja "harmaasävyisten" metamateriaalien valmistukselle ohuissa YIG-kalvoissa, ja sillä on potentiaalisia sovelluksia magnetonisissa, magneto-optisissa ja hybridikvanttilaitteissa.

Aiheesta aiemmin:

Puolijohteet saavat magneettisen sysäyksen

Magneettisten supervoimien vapauttaminen

Valoa magneetin sisään