[发明专利]一种具有单向导通特性的自旋波二极管

摘要

本发明属于磁性器件技术领域，具体为一种具有单向导通特性的自旋波二极管。该自旋波二极管结构包括两部分一是具有DMI效应的铁磁绝缘材料，该材料拥有两块相反磁取向的磁畴以及在磁畴之间形成的磁畴壁；二是连接到磁畴壁的两个自旋波波导，分别用于导入和导出自旋波，两个自旋波波导的相对位置关系依赖于磁畴壁内束缚态自旋波的运动方向和空间分布。该结构通过自旋波在磁畴壁内传播过程中的空间分离特性来实现自旋波的单向导通。本发明结构简单，自旋波传输单向，传输效率高，功耗小，易构造，易集成，易与现有电子芯片技术结合，可用于有效的控制自旋波的传播导向并由此进行进一步的逻辑计算。

主权项

一种具有单向导通特性的自旋波二极管，其特征在于，是在具有DMI效应的铁磁绝缘材料上构造的磁结构，包括两部分：第一部分是具有DMI效应的铁磁绝缘材料，该材料拥有两块相反磁取向的磁畴以及在磁畴之间形成的磁畴壁；第二部分为连接到磁畴壁的两个自旋波波导，分别用于导入和导出自旋波，其中，第一个自旋波波导覆盖整个磁畴壁，第二个自旋波波导覆盖范围为0到0.5个磁畴壁不等；两个自旋波波导的相对位置关系依赖于磁畴壁内束缚态自旋波的运动方向和空间分布：当DMI的符号为正时，向上传播的自旋波会靠着磁畴壁的右侧传播，而向下传播的自旋波将靠着磁畴壁的左侧传播；在这种情形下，二极管结构为：第一个自旋波波导在左上侧，第二个自旋波波导在右下侧；或者，第二个自旋波波导在左上侧，第一个自旋波波导在左下侧；若DMI符号为负时，向上传播的自旋波靠着磁畴壁的左侧，向下传播的自旋波靠着磁畴壁的右侧，在这种情形下，二极管结构为：第一个自旋波波导在右上侧，第二个自旋波波导在左下侧；或者，第二个自旋波波导在右上侧，第一个自旋波波导在右下侧；所述自旋波波导所用的材料与上述第一部分材料不同，其各向异性参数低于该自旋波二极管的第一部分材料，使得自旋波仅能在自旋波波导与磁畴壁内传播。