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Journal articles
High-efficiency control of spin-wave propagation in ultra-thin yttrium iron garnet by the spin-orbit torque
M. Evelt
1
V. Demidov
1
V. Bessonov
O. Demokritov
1
J. Prieto
2
M. Muñoz
3
J. Ben Youssef
4
V. Naletov
5
G. de Loubens
5
O. Klein
6
M. Collet
7
K. Garcia-Hernandez
8
P. Bortolotti
9
V. Cros
8
A. Anane
8
5
LNO - Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes
SPEC - UMR3680 - Service de physique de l'état condensé, IRAMIS - Institut Rayonnement Matière de Saclay
J. Prieto 2
Author
M. Muñoz 3
Author
J. Ben Youssef 4
Author IdHAL : jamal-ben-youssef
V. Naletov 5
Author
1
WWU - Westfälische Wilhelms-Universität Münster (Universität Münster Schlossplatz 2 48149 Münster - Germany)
2
Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología (E-28040;Madrid - Spain)
- UPM - Universidad Politécnica de Madrid (Calle Ramiro de Maeztu, 7, 28040 Madrid - Spain)
3
Instituto Carlos I de Fisica Teorica y Computacional (Facultad de Ciencias - Campus de Fuentenueva - 18071-Granada - Spain)
- UGR - Universidad de Granada (Avda. del Hospicio, s/n C.P. 18010 Granada - Spain)
4
LMB - Laboratoire de magnétisme de Bretagne (Département de physique 6, avenue Le Gorgeeu 29285 BREST CEDEX - France)
- UBO - Université de Brest (Université de Bretagne Occidentale - 3 Rue des Archives 29238, Brest - France)
- IBNM - Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (Université de Brest - UBO
3 Rue des Archives, 29238 Brest - France)
- UBO - Université de Brest (Université de Bretagne Occidentale - 3 Rue des Archives 29238, Brest - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : FRE2697 (France)
5
LNO - Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes (France)
- SPEC - UMR3680 - Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680 CEA-CNRS
(ex-URA 2464),
CEA/Saclay,
Orme des Merisiers,
F-91191 GIF SUR YVETTE CEDEX - France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DRF/IRAMIS (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- Université Paris-Saclay (Espace Technologique, Bat. Discovery - RD 128 - 2e ét., 91190 Saint-Aubin - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR3680 (France)
- IRAMIS - Institut Rayonnement Matière de Saclay (91191 Gif-sur-Yvette, France - France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DRF/IRAMIS (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- Université Paris-Saclay (Espace Technologique, Bat. Discovery - RD 128 - 2e ét., 91190 Saint-Aubin - France)
6
SPEC - UMR3680 - Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680 CEA-CNRS
(ex-URA 2464),
CEA/Saclay,
Orme des Merisiers,
F-91191 GIF SUR YVETTE CEDEX - France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DRF/IRAMIS (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- Université Paris-Saclay (Espace Technologique, Bat. Discovery - RD 128 - 2e ét., 91190 Saint-Aubin - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR3680 (France)
7
LPTMC - Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée (LPTMC, Tour 24, Boîte 121, 4, Place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7600 (France)
- UPMC - Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (4 place Jussieu - 75005 Paris - France)
8
UMPhy CNRS/THALES - Unité mixte de physique CNRS/Thales ( 1 avenue Augustin Fresnel, 91767 Palaiseau Cedex, France - France)
- THALES (France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR137 (France)
9
Recherche translationelle relations hôte-pathogènes (Faculté de Médecine Warembourg, Pole Recherche, 5ème étage, 1 Place de Verdun, 59045 LILLE - )
- Université de Lille : EA7365 (Lille - France)
- CHRU Lille - Centre Hospitalier Régional Universitaire [Lille] (2, avenue Oscar Lambret - 59037 Lille Cedex - France)
Abstract : We study experimentally with submicrometer spatial resolution the propagation of spin waves in microscopic waveguides based on the nanometer-thick yttrium iron garnet and Pt layers. We demonstrate that by using the spin-orbit torque, the propagation length of the spin waves in such systems can be increased by nearly a factor of 10, which corresponds to the increase in the spin-wave intensity at the output of a 10 μm long transmission line by three orders of magnitude. We also show that, in the regime, where the magnetic damping is completely compensated by the spin-orbit torque, the spin-wave amplification is suppressed by the nonlinear scattering of the coherent spin waves from current-induced excitations.
Document type :
Journal articles
Domain :
Complete list of metadatas
https://hal-cea.archives-ouvertes.fr/cea-01484755
Contributor : Dominique Girard <>
Submitted on : Tuesday, March 7, 2017 - 4:33:46 PM
Last modification on : Wednesday, December 9, 2020 - 3:11:40 PM
Contributor : Dominique Girard <>
Submitted on : Tuesday, March 7, 2017 - 4:33:46 PM
Last modification on : Wednesday, December 9, 2020 - 3:11:40 PM
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Identifiers
- HAL Id : cea-01484755, version 1
- DOI : 10.1063/1.4948252
Collections
CEA | CNRS | UPMC | DSM-IRAMIS | LPTMC | IRAMIS-SPEC | UNIV-BREST | CEA-DRF | CEA-UPSAY | UNIV-LILLE | SORBONNE-UNIVERSITE | SU-SCIENCES | SU-TI
Citation
M. Evelt, V. Demidov, V. Bessonov, O. Demokritov, J. Prieto, et al.. High-efficiency control of spin-wave propagation in ultra-thin yttrium iron garnet by the spin-orbit torque. Applied Physics Letters, American Institute of Physics, 2016, 108 (17), ⟨10.1063/1.4948252⟩. ⟨cea-01484755⟩
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