TRASA S1: NANOMATERIAŁY
Nanomateriały - 1 grupa
OSOBA ODPOWIEDZIALNA: dr Mateusz Zelent / prof. J.W. Kłos
Masa, ładunek elektryczny i spin elektronu są fundamentalnymi właściwościami materii. Elektronika jest najlepiej poznaną dziedziną nauki i techniki wykorzystującą ładunek elektryczny do przesyłania energii i informacji. W spintronice dąży się do podobnych efektów, kładąc nacisk na transport spinu, a nie na transport ładunku. Ale poza przemieszczaniem się (transportem) masy, spinu lub ładunku, możliwe są także ich drgania. Interesującym ich przykładem są kolektywnie rozchodzące się zaburzenia zwane falami. Kolektywne zaburzenia uporządkowanych spinów (uporządkowanych momentów magnetycznych) w materiale magnetycznym nazywane są falami spinowymi i są w centrum zainteresowania młodej dziedziny fizyki – magnoniki, którą zajmujemy się w naszym Zakładzie. Ze względu na swoje właściwości, fale te są nie tylko intrygującym zjawiskiem do badań naukowych, ale również obiecującym nośnikiem informacji mogącym znacząco zmniejszyć energochłonność oraz zwiększyć prędkość i wydajność stosowanych obecnie elektronicznych i mikrofalowych układów do przesyłania i przetwarzania informacji, przy dużym stopniu ich miniaturyzacji. Jednakże, przed ich technologicznym wdrożeniem, konieczne jest wyjaśnienie i zrozumienie praw fizyki rządzącej dynamiką fal spinowych w nanoskali, czym też zajmujemy się w naszej pracy badawczej.
W ramach naszej pracy badawczej rozwiązujemy problemy związane z dynamiką fal spinowych w wielu aspektach, korzystając z narzędzi teoretycznych przy współpracy z wieloma innymi grupami i w ścisłym powiązaniu z eksperymentem. Zajmujemy się opracowywaniem nowych, efektywnych metod wzbudzania fal spinowych oraz kontroli nad ich propagacją. Rozważamy właściwości tych fal w złożonych strukturach magnetycznych: ośrodkach o różnej geometrii oraz konfiguracji magnetycznej, takich jak cienkie warstwy, nanodruty, nanodyski, skyrmiony i domeny magnetyczne. Szczególnie zainteresowani jesteśmy wpływem periodyczności struktur magnetycznych na spektrum fal spinowych. Działamy także na pograniczu z wieloma pokrewnymi dziedzinami fizyki nanomateriałów, takimi jak fononika i fotonika, tzn. badamy jak fale spinowe oddziałują z innymi typami drgań: falami akustycznymi i falami elektromagnetycznymi.
