L'assistente professore Taichi Goto della Toyohashi University of Technology ha chiarito il meccanismo di generazione del rumore dell'onda di spin (SW), l'onda di un momento magnetico trasmessa attraverso l'ossido magnetico, e ha stabilito un modo per sopprimerlo. Il grande rumore generato dai SW che viaggiano attraverso ossidi magnetici ha presentato un ostacolo significativo alle sue applicazioni. Però, è diventato chiaro che il rumore può essere soppresso installando una sottile pellicola d'oro nei punti appropriati. Questo metodo dovrebbe essere applicato a dispositivi SW come dispositivi di interferenza di fase multi-ingresso e multi-uscita per SW. I risultati della ricerca sono stati riportati in Journal of Physics D:Fisica Applicata il 15 giugno, 2017.

I recenti dispositivi elettronici che utilizzano materiali semiconduttori hanno difficoltà a soddisfare la domanda di una società dell'informazione in rapida crescita a causa di problemi quali l'elevata temperatura del chip dovuta all'elevata integrazione. Sviluppo di un circuito logico SW in grado di elaborare informazioni, e sopprimere significativamente la generazione di calore trasmettendo solo SW senza trasferire gli stessi elettroni, ha attirato l'attenzione. I SW che si propagano attraverso ossidi magnetici hanno il vantaggio di una bassa perdita di energia e una lunga distanza di trasmissione. D'altra parte, poiché la perdita è così piccola, Il SW riflesso all'estremità del materiale o all'interfaccia con l'elettrodo disturba l'onda di spin target. Questo fenomeno è chiamato rumore SW, che ha reso SW inadatto all'applicazione in passato.

Lo Spin Electronics Group della Toyohashi University of Technology ha scoperto che la formazione di un film d'oro con una lunghezza sufficiente all'estremità di un granato di ferro ittrio (YIG), che è un noto materiale di ossido magnetico, sopprime la generazione di SW non necessari. Inoltre, il gruppo ha scoperto per la prima volta che il rumore SW è sensibile anche alla posizione del film d'oro.

"Ci sono serie di nuovi dispositivi che utilizzano SW e scoperte di nuovi fenomeni, eppure non c'è stata molta ricerca per scoprire come trasmettere SW attraverso l'ossido magnetico o per chiarire la causa della generazione di SW disturbanti.", ha detto l'assistente professore Goto.

Il primo studente del corso di master per autori Shimada che ha gestito la simulazione ha detto:"Abbiamo analizzato le caratteristiche fondamentali di propagazione della struttura utilizzando un film d'oro. Poiché questo metodo può sopprimere in modo significativo il rumore, contribuirà allo sviluppo di dispositivi SW che utilizzano ossido magnetico. Per di più, I circuiti logici SW che utilizzano le informazioni di fase possono essere realizzati quando le fasi delle onde sono stabilizzate." Le caratteristiche di propagazione SW sono state calcolate e analizzate in base al metodo di analisi degli elementi finiti, al computer generando un modello tridimensionale che ha le stesse dimensioni del campione utilizzato nell'esperimento vero e proprio. Un modello con una coppia di elettrodi per eccitanti SW e un film d'oro per rimuovere il rumore posto sull'ossido magnetico è stato utilizzato per scoprire come il film d'oro influenza la propagazione del SW modificando in modo completo la lunghezza dei materiali di ossido magnetico, la posizione del film d'oro, e la distanza dall'elettrodo. Il risultato ha mostrato che quando la distanza tra il film d'oro e gli elettrodi è lunga, viene generata un'onda stazionaria di SW, provocando un forte rumore. Il gruppo ha appreso che il rumore può essere soppresso posizionando la pellicola d'oro abbastanza vicino agli elettrodi. Questo aiuta a smussare le caratteristiche di propagazione, e realizza un design dell'elemento stabile in grado di mantenere l'influenza di alcune variazioni di frequenza e disturbi sull'intero dispositivo, alle caratteristiche di propagazione, piccolo.

Questa simulazione è un metodo noto con elevata riproducibilità. Perciò, il metodo dovrebbe essere applicato a dispositivi SW come dispositivi di interferenza di fase multi-ingresso/multi-uscita per SW in futuro.