Neue Publikation: Ultrafast Amplification and Nonlinear Magnetoelastic Coupling of Coherent Magnon Modes in an Antiferromagnet

Der ständig wachsende Bedarf an Datenspeicherung und -verarbeitung in der Cloud kann mit der derzeit verfügbaren Technologie nur für ein begrenztes Zeitfenster (ca. 10 Jahre) aufrechterhalten werden. Das erforderliche neuartige Konzept muss den Energieverbrauch senken und gleichzeitig die Betriebsgeschwindigkeit der Datenspeicherung, -übertragung und -verarbeitung erhöhen. Antiferromagnete sind die vielversprechendsten Materialien für die nächste Generation von Bauelementen der Informationstechnologie, da sie in Kombination mit Femtosekunden-Laserpulsen beide oben genannten Anforderungen erfüllen können, wobei sie auf der ultraschnellen (d. h. Femtosekunden-) Zeitskala arbeiten. Diese Materialien weisen von Natur aus verschiedene magnetische Bereiche, so genannte Domänen, auf, die allgegenwärtig sind. Ein internationales Team von Physikern hat entdeckt, dass die Wände zwischen den verschiedenen Domänen, die immer vorhanden sind, aber bisher im Zusammenhang mit ultraschnellen Prozessen in Antiferromagneten vernachlässigt wurden, eine aktive Rolle bei den dynamischen magnetischen Eigenschaften spielen. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass magnetische Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen über verschiedene Domänen hinweg induziert, verstärkt und sogar miteinander gekoppelt werden können, was nur in Anwesenheit von Domänenwänden möglich ist. Die Relevanz dieser Arbeit besteht darin, dass sie die Möglichkeit aufzeigt, die in Antiferromagneten allgegenwärtigen Domänenwände zu nutzen, um neue Funktionalitäten in Festkörpern auf der ultraschnellen Zeitskala zu ermöglichen. Da verschiedene magnetische Wellen gekoppelt wurden, könnte es möglich sein, ihre Ausbreitung in Zeit und Raum und sogar den Energietransfer zwischen ihnen aktiv zu steuern, was die für die Entwicklung einer erfolgreichen Informationstechnologie erforderliche Manipulation des Datenflusses imitiert.

Phys. Rev. Lett. 127, 077202