[发明专利]人工自旋冰纳米结构以及自旋波传输调控方法

权利要求书

1.一种人工自旋冰纳米结构，其特征在于，包括顶层的风车型人工自旋冰和底层的软铁磁层，风车型人工自旋冰与软铁磁层通过静磁作用耦合在一起；所述风车型人工自旋冰是将方形人工自旋冰中的纳米磁体绕其中心旋转45^o获得；且风车型人工自旋冰的若干纳米磁体分别设置在小正方形格子中心并呈棘轮状周期排布；风车型人工自旋冰和底层软铁磁层的材料均为坡莫合金；

通过调整顶层风车型人工自旋冰的磁化状态，可实现水平畴态和垂直畴态这两种状态之间的切换，水平畴态下，在底部软铁磁层中形成水平方向连续的自旋波纳米通道；在自旋波源的激发下，特定频率的自旋波可沿通道传输；垂直畴态下，在底部软铁磁层中并没有激发出连续的自旋波纳米通道，水平方向的自旋波纳米通道被关闭。

2.根据权利要求1所述的人工自旋冰纳米结构，其特征在于：纳米磁体的长度为L= 300nm，宽度W = 80 nm，厚度T = 20 nm，形状为椭圆形。

3.根据权利要求1所述的人工自旋冰纳米结构，其特征在于：底部软铁磁层的厚度为10nm。

4.一种基于人工自旋冰纳米结构的自旋波传输调控方法，其特征在于：将风车型人工自旋冰与底层的软铁磁层通过静磁作用耦合在一起，调整顶部风车型人工自旋冰的磁化状态，可在底部软铁磁层中形成明显的自旋波纳米通道，在自旋波纳米通道中可以传播特定频率的自旋波；通过对顶层风车型人工自旋冰磁化状态的全局或局部调整，可实现有效的引导和操控自旋波的传输；通过调整顶层风车型人工自旋冰的磁状态配置，实现水平畴态和垂直畴态这两种状态之间的切换，水平畴态下，在底部软铁磁层中呈现水平方向弯曲的条纹状磁畴和磁畴壁，在畴壁处形成连续、强而清晰的自旋波纳米通道；垂直畴态下，在软铁磁层中呈现垂直方向弯曲的条纹状磁畴和磁畴壁，软铁磁层中自旋波的空间分布分立且较弱，实现自旋波纳米通道的关闭。

5.根据权利要求4所述的自旋波传输调控方法，其特征在于：自旋波纳米通道可以通过面内垂直和水平方向的外磁场饱和磁化样品实现打开或关闭；沿人工自旋冰纳米结构面内+x方向施加正弦自旋波激发场，在水平畴态的底部软铁磁层中形成明显的自旋波纳米通道，自旋波可沿纳米通道传输较远的距离。

6.根据权利要求4所述的自旋波传输调控方法，其特征在于：通过顶层风车型人工自旋冰的磁化状态的局域调整，在底部软铁磁层中，由于顶层人工自旋冰磁化状态的局部写入可实现自旋波传输通道的开关。

7.根据权利要求6所述的自旋波传输调控方法，其特征在于：在水平畴态中写入垂直畴态，水平方向传输的自旋波被写入的垂直畴态阻断，实现水平方向的自旋波传输的关闭。

8.根据权利要求6所述的自旋波传输调控方法，其特征在于：在垂直畴态中写入水平畴态，可以引入水平方向的自旋波传输通道，实现自旋波沿水平方向的传输。