La division de type Rabi provient des interactions non linéaires entre les magnons dans un antiferromagnétique synthétique

Le 20 juillet 2025 fonctionnalité par Ingrid Fadelli, Phys.org rédactrice en chef édité par Gaby Clark, révisé par Andrew Zinin éditeur scientifique rédacteur en chef Cet article a été vérifié selon le processus éditorial et les politiques de Science X. Les éditeurs ont souligné les attributs suivants tout en veillant à la crédibilité du contenu: fact-checké, publication évaluée par les pairs, source fiable, relu. Les antiferromagnets synthétiques sont des matériaux magnétiques soigneusement conçus constitués de couches ferromagnétiques alternées avec des moments magnétiques opposés, séparées par un espaceur non magnétique. Ces matériaux peuvent afficher des motifs de magnétisation intéressants, caractérisés par des changements rapides dans le comportement des moments magnétiques en réponse à des forces externes, telles que les courants radiofréquence (RF). Lorsque la magnétisation de chaque couche dans les antiferromagnets synthétiques est perturbée par une force externe, ses moments magnétiques commencent à "précesser", c’est-à-dire à tourner autour de leur direction d'équilibre. Des études passées ont identifié deux principaux modes d'oscillation collective des spins dans les antiferromagnets synthétiques, influençant la façon dont les moments magnétiques précessent. Le premier est le mode acoustique, caractérisé par la rotation synchronisée des couches ferromagnétiques dans la même direction et en phase. Le second est le mode optique, dans lequel les couches ferromagnétiques tournent dans des directions opposées (c’est-à-dire, avec la magnétisation d'une couche basculant vers le haut et l'autre vers le bas). Des chercheurs de l'Université de Tohoku et d'autres instituts ont récemment mené une étude pour approfondir l'interaction entre les modes acoustique et optique dans les antiferromagnets synthétiques. Leur article, publié dans Physical Review Letters, rapporte l'observation d'un phénomène appelé division de type Rabi qui suggère un échange d'énergie entre les deux modes, provenant d'interactions non linéaires entre trois quasi-particules connues sous le nom de magnons. "Ce travail est né de la convergence de deux directions de recherche distinctes," a déclaré Shigemi Mizukami, co-auteur principal de l'article, à Phys.org. "Le Dr Aakanksha Sud avait précédemment étudié la division de type Rabi due au couplage... Découvrez les dernières avancées en science, technologie et espace avec plus de 100 000 abonnés qui comptent sur Phys.org pour des informations quotidiennes. Inscrivez-vous à notre newsletter gratuite et recevez des mises à jour sur les percées, les innovations et les recherches qui comptent - quotidiennement ou hebdomadairement. "Notre principale découverte est que la division de type Rabi due au couplage magnon non linéaire peut se produire dans un système symétrique, sans nécessité de rompre la symétrie," a déclaré Mizukami. "Cela a révélé que les non-linéarités intrinsèques peuvent seules hybrider les modes magnon. Ces résultats ouvrent de nouvelles opportunités pour contribuer à une meilleure compréhension des dynamiques non linéaires dans les systèmes de la matière condensée et des applications magnoniques électriquement ajustables."Les résultats de cette étude récente pourraient ouvrir la voie à de nouvelles recherches visant à explorer les interactions non linéaires et le couplage multi-mode dans les antiferromagnétiques synthétiques et autres matériaux magnétiques. À l'avenir, ils pourraient également contribuer au développement de nouveaux dispositifs magnétiques et spintroniques accordables. "Nous envisageons maintenant comment le couplage non linéaire affecte les magnons propagatifs, non seulement les résonances magnétiques stationnaires démontrées dans cette étude, pour une meilleure compréhension et en vue d'applications potentielles basées sur les magnons", a ajouté Mizukami. "Nous prévoyons de développer de nouvelles architectures de dispositifs pour contrôler la propagation des magnons par la conception des matériaux et la nanofabrication, afin de créer des plateformes évolutives et à faible consommation d'énergie pour l'informatique spintronique et neuromorphique basée sur la dynamique non linéaire des magnons", a ajouté Sud. Écrit pour vous par notre autrice Ingrid Fadelli, édité par Gaby Clark, et vérifié par Andrew Zinin, cet article est le résultat d'un travail humain soigneux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour maintenir en vie un journalisme scientifique indépendant. Si ce reportage vous importe, veuillez envisager un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un compte sans publicité en guise de remerciement. Pour plus d'informations: Couplage magnon-magnon non linéaire contrôlé électriquement dans un antiferromagnétique synthétique. Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/sc6y-rxbg. Informations du journal: Physical Review Letters © 2025 Science X Network