Немецкие исследователи продемонстрировали генерацию высших гармоник для спиновых волн в магнитомягком ферромагнетике. Им удалось увидеть умножение частоты вплоть до 60-й гармоники. В будущем это поможет объединить традиционную электронику с устройствами спинтроники и магноники.

Работа опубликована в Science.

Если сложить синусоиду с любой другой функцией той же частоты, период результирующего колебания не изменится. А вот если ее умножить даже на саму себя, это приведет к удвоению частоты. Этот универсальный принцип лежит в основе генерации высших гармоник в самых различных областях. Например, для реализации умножителя частоты в электронике используются нелинейные элементы, а в оптике — нелинейные среды.

В спиновой электронике (спинтронике), в которой сигнал передается не током зарядов, а током спинов, устройства часто работают в гигагерцовом диапазоне частот. Это затрудняет их объединение с электроникой мегагерцового диапазона, поэтому актуальным стал поиск механизмов умножения частот спиновых волн (магнонов). На сегодняшний день физики уже опробовали несколько таких механизмов, но все они ограничены возбуждением всего нескольких высших гармоник.

Команда немецких физиков под руководством Георга Вольтерсдорфа (Georg Woltersdorf) из Галле-Виттенбергского университета имени Мартина Лютера продемонстрировала умножение частоты в магнитомягком ферромагнетике при очень малых магнитных полях.