In einem kürzlich erschienen Artikel im renommierten Fachjournal „Advanced Electronic Materials“ berichteten nun die Autoren Carsten Dubs und Oleksii Surzhenko von INNOVENT e.V. über die Herstellung und die Eigenschaften von nanometerdünnen Ga-substituierten Yttrium-Eisen-Granat (Ga:YIG)-Schichten mit robuster senkrechter Anisotropie [1]. Dieses Material ist in der Lage, nach Abschalten eines initial angelegten Magnetfeldes seine vollständige remanente Magnetisierung zu behalten. Das bedeutet, dass die Magnetisierung anschließend nur noch zwischen zwei magnetisch gesättigten, eindomänigen Zuständen mit entgegengesetzten Vorzeichen umgeschaltet werden kann. Aufgrund dieser robusten Senkrechtanisotropie, einer starken effektiven Magnetisierung und der niedrigen magnetischen Dämpfung, hebt sich das neue Material von den bereits bekannten Materialien ab, was ein aktuelles Benchmarking zeigt [2]
Das Potential, das in diesem Material steckt, wurde bereits von weiteren Autoren diskutiert, die z.B. eine dreifach höhere Taktrate von Prozessorenchips [3] gegenüber herkömmlichen, unsubstituiertem Yttrium Eisengranat, sowie minimale Energieaufnahmen von kleiner 1 Atto-Joule pro Bit [4] berechneten. Weiterhin können auch die nichtlinearen Eigenschaften dieses Materials genutzt werden, so dass neben 2D magnonischen Logik-Bauelementen für die schnelle Datenverarbeitung auch nichtlineare Spinwellenbauelemente für Magnonen-Computer wie z.B. Logik-Gatter, Schalter und Verstärker realisierbar sowie potentiell neuromorphe Computerschaltkreise denkbar sind. Hierfür muss jedoch noch die magnetische Dämpfung des Materials optimiert werden, um effiziente und schnelle Schaltkreise für die magnonische Datenverarbeitung entwickeln zu können.
Für mehr Hintergrund-Informationen zu diesem Thema hören Sie sich gern auch unseren KI-generierten Podcast an:
Podcast: Ga:YIG Films with Robust Perpendicular Magnetic Anisotropy
Autor: Dr. Carsten Dubs, MOS
