Grafenbaserade mikrovågsgeneratorer (avslutat)

Syfte och mål
Demonstrera och optimera spinnströmsfokusering i grafen. Demonstrera användning av optimerad spinnströmsfokusering i grafen i spinntroniska oscillatorer.

Projektets idé är att utnyttja grafens oöverträffade egenskaper vad gäller att leda rena spinnströmmar och använda dessa spinnströmmar för att driva spinntroniska nano-oscillatorer i mikrovågsområdet. Projektidén en oerhört stor potential att revolutionera hur bredbandiga (1-100 GHz) mikrovågssignaler kan genereras, moduleras och detekteras i framtida grafenbaserad mikrovågselektronik.

 

Effekter och resultat
Projektet hade som mål att demonstrera, förstå, och optimera spinnströmsfokusering i grafen och sedan använda detta grundläggande fenomen för att aktivt styra den ferromagnetiska resonansen i nanomagneter för framtida frekvensstyrning hos spinntroniska oscillatorer baserade på grafen.

I projektet har vi demonstrerat att vi kan växa våra magnetiska material på grafen med bibehållna magnetodynamiska egenskaper. Vi kan även mönstra våra magnetiska material när dessa växts på grafen.

Vi har för första gången demonstrerat att vi aktivt kan styra den ferromagnetiska resonansen hos nanomagneter på grafen när dessa absorberar spinnströmmar som genererats genom att leda in spinn-polariserade strömmar i grafen från närliggande magnetiska elektroder. Den ferromagnetiska resonansen kan kontrolleras både vad gäller avstämbarhet i frekvens och dess linjebredd.

Vi har därför goda indikationer på att vi kan styra spinnvågsdämpningen i nanomagneter på grafen vilket är första steget mot att sedan kunna driva magnetiska oscillationer i liknande nanomagneter. Detta nu experimentellt demonstrerade fenomen kommer därför att ligga till grund för våra spinntroniska oscillatorer.

 

Abstract in english

Graphene based microwave signal generators

The research project was carried out on behalf of NanOsc AB developer of spintronic components with partners at Chalmers University of Technology and University of Gothenburg.

The goal was to demonstrate, understand and optimize the spintronic current focusing in graphene and then use this basic phenomenon to actively drive the ferromagnetic resonance in nano magnets, for future control of frequency in spintronic oscillators based on graphene. The project has demonstrated that it is possible to grow the magnetic materials used on graphene with preserved magnetodynamic properties. It was also possible to pattern the magnetic materials when they were grown on graphene.

The project partners has also demonstrated that they can actively drive the ferromagnetic resonance of nano magnets on graphene when they are absorbing spin currents, which have been generated by directing spin polarized currents in graphene from nearby magnetic electrodes. The ferromagnetic resonance can be controlled both by its frequency and its linewidth.

The results from this project positively indicates that the spin current attenuation in nano magnets on graphene can be controlled, which is the first step towards driving magnetic oscillators in similar nano magnets.

Utlysning:
Förstudieprojekt samt Forsknings- och Innovationsprojekt 2014

Projektpartners: NanOsc AB, Chalmers

Projektledare: Fredrik Magnusson, NanOsc

E-mail: fredrik.magnusson@nanosc.se

Bidrag: 978 000 kr

Projektets löptid: 2014 – 2015

Relaterade projekt:
Optimerade multiavstämbara grafenbaserade mikrovågsgeneratorer (avslutat)

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: