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Voltage controlled propagation spin wave with micromagnetics

초록/요약 도움말

수직자화를 가지는 나노선에 전압을 국부적으로 가해줌으로써 수직 자기이방 에너지가 바뀌는 사실을 이용해서 전압에 의해 제어되는 스핀파를 정성적인 방법과 정량적인 방법으로 연구하였다. 이 과정을 통해 전기장을 가해준 구간에서 스핀파의 위상 이동을 관찰하였다. 이 위상 이동은 외부 전기장에 의해 수직 이방 에너지 상태가 바뀜으로써 스핀파의 속도와 파장이 바뀌기 때문으로 일어난 것으로 사료된다. 두 번째로, 국부적인 전기장에 의한 스핀파의 투과를 정량적으로 연구하였다. 전기장의 세기에 따라 투과율이 간섭 조건인 에 근접할 때 커지는 것을 관찰하였다. 전기장을 인가한 구간을 늘려가면서 계산을 진행한 결과, 수직 이방 에너지의 차이가 발생하면 길이에 따라 투과율이 진동하는 모습을 보였다. 이러한 결과로부터 수직 이방 에너지가 다른 곳과 차이가 있게 되면 퍼텐셜 우물 또는 장벽이 형성되어서 Ramsauer-Townsend 효과가 나타나는 것이고 판단된다. 이러한 결과들은 결국 국소적인 전기장 인가에 의해 스핀파를 원하는 모양으로 제어할 수 있기 때문에 새로운 개념의 스핀파 기반의 메모리 소자로 응용 가능할 것으로 기대된다.

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초록/요약 도움말

I investigated the voltage controlled spin wave in a nanowire with perpendicular magnetic anisotropy (PMA) numerically and analytically with the fact that the PMA energy can be tuned by the electric field. The phase shift was observed in a locally induced electric field. The modulated PMA energy changes both wavelength and velocity of the spin wave propagation. In addition, I investigated numerically the transmission with varying the length of electric field. Through the calculation, I recognized that the transmittance is related with the interference condition ( 2L / ). With varying the length of electric field, the transmittance shows an oscillatory behavior in both lower PMA and higher PMA. These observations are understood in the following ways. The PMA tuned by the electric field makes a difference of energy, and this the difference of potential can form a potential well or barrier. The oscillatory behavior could be regarded as Ramsauer-Townsend effects. These results are applicable for new spin-wave-based memory devices because the spin wave can be easily controlled by applying local electric field.

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