Preisträger

Gezielt zur Oszillation gebracht

Spin-Hall-Nano-Oszillatoren eignen sich für künftige Anwendungen beispielsweise in der Kommunikationstechnologie.

  • Toni Hache
  • 09 / 2018 Seite: 69

In Spin-Hall-Nano-Oszillatoren können GHz-Oszilla­tionen der Magnetisierung auftreten, deren Frequenz sich gezielt variieren lässt. Damit haben sie ein hohes Anwendungspotenzial in künftigen Kommunikations­technologien – von der Entwicklung neuartiger Mikrowellenquellen und -empfänger über Quellen für Spinwellen in der Magnonik bis zum Einsatz in neuronalen Netzwerken. Dies könnte zu einer energieeffizienteren und schnelleren Datenverarbeitung führen.

Spin-Hall-Nano-Oszillatoren (SHNO) bieten gegenüber anderen GHz-Oszillatoren den Vorteil, dass sie sich skalieren sowie einfach und kostengünstig herstellen lassen. Dies macht sie für eine breite Palette an Anwendungen interessant. Die aktuelle Forschung zielt darauf ab, die Ausgangsleistung der Oszillatoren zu erhöhen und die Linienbreite zu reduzieren. Beides ist z. B. über die Synchronisation mehrerer Oszillatoren untereinander oder zu einem äußeren Stimulus möglich.

Der Spin-Hall-Effekt ist das spinabhängige Gegenstück zum klassischen Hall-Effekt. Hier kommt es zu einer rein spinabhängigen Ablenkung von Elektronen senkrecht zur Stromrichtung, ohne dass notwendigerweise ein äußeres Magnetfeld anliegt [1]. Ursache dafür sind spinabhängige Streumechanismen, hervorgerufen durch Fremdatome (extrinsisch) oder durch die Bandstruktur des Materials selbst (intrinsisch). Die Effekte sind in Materialien mit hoher Spin-Bahn-Wechselwirkung besonders stark. (...)

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