Управление спектром спиновых волн при возбуждении пространственно-модулированными фс-лазерными импульсами и использовании микроструктур

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-12-00316

НазваниеУправление спектром спиновых волн при возбуждении пространственно-модулированными фс-лазерными импульсами и использовании микроструктур

Руководитель Чернов Александр Игоревич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Общество с ограниченной ответственностью "Международный центр квантовой оптики и квантовых технологий" , г Москва

Конкурс №55 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-207 - Магнитные явления

Ключевые слова жидкокристаллический модулятор, опто-магнетизм, пленки иттриевого граната, метаповерхность, графен

Код ГРНТИ29.33.47

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Развитие новых подходов для эффективной обработки информации и передачи данных в настоящий момент является одной из наиболее важных тем исследований. Коллективные спиновые возбуждения в перспективе могут позволить изменить концепцию обработки данных. При этом устройства на основе спиновых волн требуют удобных методов их возбуждения и управления параметрами волн. Оптическое возбуждение фемтосекундными лазерными импульсами обладает такими преимуществами, как возможности локального возбуждения спиновых волн в заданном месте образца и контроля над типом спиновых волн. Однако, для реализации магнонных применений и раскрытия потенциала использования метода оптического возбуждения спиновой динамики требуется существенное развитие и качественное увеличение контроля над спектром спиновых волн и диаграммой направленности. Контроль над спектром и диаграммой направленности позволит увеличить эффективную длину распространения спиновых волн, а применение пространственно-модулированного света, в частности, открывает новую степень свободы для кодирования информации. Проект направлен на разработку новых подходов для комплексного управления параметрами распространяющихся спиновых волн в магнитных диэлектриках. Для возбуждения магнонов с заданной диаграммой направленности и селективным пространственным спектром будет использоваться сочетание двух подходов, основанных на использовании пространственно-модулированных оптических импульсов с возможностью создания нескольких локальных синхронизированных источников, и на использовании пассивных микроструктур, которые выступают в роли рассеивателей, зеркал и линз, формирующих нужный пространственный спектр. Успешная реализация проекта позволит существенно расширить возможности оптического управления магнонами, необходимого для создания высокоэффективных оптомагнонных устройств, лишенных одного из важнейших недостатков электронных устройств — высоких тепловых потерь.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Чернов А.И., Кожаев М.А., Игнатьева Д.О., Воронов А., Карки Д., Леви М. Белотелов В.И. Nanophotonics and femtosecond magnetism in all-dielectric metasurfaces Abstract book META 2021, International Conference on Metamaterials, META 2021 Proceedings 229 (год публикации - 2021)

2. Чернов А.И., Игнатьева Д.О., Кожаев М.А., Бегинин А., Садовников А., Карки Д., Леви М., Белотелов В.И. Optical excitation of the exchange spin waves in all-dielectric nanostructured iron-garnet film SolSkyMag 2021 Proceedings, Proceedings Sol-SkyMag 2021, page (год публикации - 2021)

3. Кравцов В., Иванова Т., Абрамов А.Н., Шилина П.В., Капралов П.О., Крижановский Д.Н., Бержанский В.Н., Белотелов В.И., Шелых И.А., Чернов А.И., Иорш И.В. Valley polarization effects in TMDC and iron garnet heterostructures Book of Abstracts ICFM 2021, Book of Abstracts ICFM 2021, pages 179-180 (год публикации - 2021)

4. Федоров А.Ю., Яворский М.А., Кожаев М.А., Викулин Д.В., Баршак Е.В., Бержанский В.Н., Капралов П.О., Белотелов В.И. Faraday rotation dependence of a highly focused Laguerre-Gaussian beam on the focusing position relative to the magnetic film Book of Abstracts ICFM 2021, Book of Abstracts ICFM 2021, pages 165-166 (год публикации - 2021)

5. Колосветов А.А., Кожаев М.А., Белотелов В.И., Чернов А.И. Interference of spin waves excited by a train of fs-laser pulses in YIG Book of Abstracts ICFM 2021, Book of Abstracts ICFM 2021, page 164 (год публикации - 2021)

6. Колосветов А.А., Кожаев М.А., Чернов А.И. Interference of spin waves excited by a train of fs - laser pulses in YIG Сборник тезисов 64-я Всероссийская научная конференция МФТИ, Сборник тезисов 64-я Всероссийская научная конференция МФТИ, Секция физики квантовых технологий, стр.14 (год публикации - 2021)

7. Кравцов В., Иванова Т., Абрамов А.Н., Шилина П.В., Капралов П.О., Крижановский Д.Н., Бержанский В.Н., Белотелов В.И., Шелых И.А., Чернов А.И., Иорш И.В. Valley polarization of trions in monolayer MoSe2 interfaced with bismuth iron garnet 2D materials, Vasily Kravtsov et al 2022 2D Mater. 9 015019 (год публикации - 2022)
10.1088/2053-1583/ac3887

Публикации

1. Колосветов А.А., Кожаев М.А., Савочкин И.В., Белотелов В.И., Чернов А.И. Femtosecond magnetism in all-dielectric structures for logic operations Proceedings of The 12th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (META) 2022, p.159 (год публикации - 2022)

2. Колосветов А.А., Кожаев М.А., Белотелов В.И., Чернов А.И. Iron garnet-based ultrafast optomagnonic XNOR gate Book of Abstracts of VIII Euro-Asian Symposium “Trends in Magnetism", p.480-481 (год публикации - 2022)

3. Колосветов А.А., Кожаев М.А., Белотелов В.И., Чернов А.И. Concept of optical spin-wave XNOR gate Proceedings of The 12th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (META) 2022, p.1186 (год публикации - 2022)

4. Колосветов А.А., Кожаев М.А., Савочкин И.В., Белотелов В.И., Чернов А.И. Concept of the Optomagnonic Logic Operation Phys. Rev. Applied, 18, 054038 (год публикации - 2022)
10.1103/PhysRevApplied.18.054038

5. Коларь С., Кожаев М.А., Белотелов В.И., Чернов А.И. Transfer of the orbital momentum of light to the spin system in a ferrite garnet film Тезисы School on Advanced Light-Emitting and Optical Materials, p.9 (год публикации - 2022)

6. Мунхбат Б, Кучукоз Б., Баранов Д.Г., Антошевич Т.Д., Шегай Т.О. Nanostructured Transition Metal Dichalcogenide Multilayers for Advanced Nanophotonics Laser and Photonics Reviews, 2200057 (год публикации - 2022)
10.1002/lpor.202200057

7. Кравцов В., Иванова Т., Абрамов А.Н., Шилина П.В., Капралов П.О., Крижановский Д.Н., Бержанский В.Н., Белотелов В.И., Шелых И.А., Чернов А.И., Иорш И.В. Valley polarization of trions in TMDC interfaced with iron garnet Тезисы Sixth Asian School-Conference on Physics and Technology of Nanostructured Materials, p.41-42 (год публикации - 2022)

Публикации

1. Рябков, Харичкин, Гузик, Нехоченинов, Руссо, Баранов Upper bounds on collective light-matter coupling strength with plasmonic meta-atoms Physical Review B, PHYSICAL REVIEW B vol. 108, p. 075417 (год публикации - 2023)
10.1103/PhysRevB.108.075417

2. Баранов, Шаффер, Горкунов Toward Molecular Chiral Polaritons ACS Photonics, ACS Photonics vol. 10, no. 8, p. 2440 (год публикации - 2023)
10.1021/acsphotonics.2c02011

3. Колосветов А.А., Чернов А.И. Nor and Majority Optomagnonic Logic Gates IEEE Transactions on Magnetics, VOL. 59, NO. 11, NOVEMBER 2023, 1301105 (год публикации - 2023)
10.1109/TMAG.2023.3300271

4. Колосветов А.А., Чернов А.И. A complete optomagnonic logic set IEEE Xplore, INTERMAG Short Papers, IEEE, 2023. – С. 1-2. (год публикации - 2023)
10.1109/INTERMAGShortPapers58606.2023.10228691