Микроскопические нелинейные магнонные фазовые сдвигатели на основе ультратонких пленок магнитного изолятора

Поскольку магноника использует не только амплитуду спиновых волн, но и их фазу, настраиваемые фазовые сдвигатели являются ключевыми элементами для реализации магнонных схем. Поэтому одной из основных задач в нано-магнонике является поиск физического механизма для практического управления фазой спиновой волны в простых и миниатюрных устройствах. В этой работе мы экспериментально демонстрируем, что внутренние магнитные нелинейности позволяют реализовать эффективные микроскопические настраиваемые фазовые сдвигатели, в которых фаза контролируется интенсивностью волны. В предложенных устройствах мы достигаем регулируемости фазового сдвига более 360° при микроволновой мощности в несколько милливатт на расстоянии распространения около 10 μm. Мы показываем, что характеристика качества продемонстрированных фазовых сдвигателей близка к таковой у макроскопических устройств, основанных на альтернативных технологиях. Наши результаты также указывают на то, что способность контролировать фазовый сдвиг в первую очередь ограничена нелинейным затуханием спиновой волны и может быть существенно улучшена при подавлении этого эффекта. Наши выводы важны для дальнейшего развития интегрированной нано-магноники для вычислений за пределами закона Мура.