Fonctionnalités de spinconversion quantique dans les systèmes couplés Magnon-Phonon

Quantum Spinconversion Functionalities in Magnon-Phonon Coupled Systems

• Auteur / Autrice : Giovanni Olivetti
• Direction : Olivier Klein
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Nanophysique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble, Isère, France ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Spintronique et Technologie des Composants

Mots clés

Mots clés libres

Microndes

Couplage

Optomécanique

Microwave

Coupling

Optomechanics

Résumé

Le projet a pour objectif d'étudier le rôle du transfert de moment angulaire dans un système couplé magnon-phonon. Le système proposé consiste en un disque magnétique à l'état de vortex entouré d'un transducteur interdigital de forme circulaire capable d'exciter un vortex d'ondes acoustiques de surface par l'effet piézoélectrique inverse. À l'aide de simulations Python simples et de mesures interférométriques du déplacement acoustique, nous avons réussi à exciter un vortex acoustique sur un substrat x-cut LiNbO3 dans le régime des 100 MHz. D'autre part, un eigensolver micromagnétique a été utilisé pour calculer la décomposition modale de la dynamique de l'aimantation linéaire du disque magnétique dans l'état de vortex. L'excitation des ondes de spin dans le disque au moyen d'un couplage magnéto-élastique avec les ondes acoustiques de surface sera étudiée par spectroscopie MOKE. Si cette étude vise à manipuler efficacement la dynamique de spin sur de longues distances au moyen du transfert de moment angulaire, elle représente également une plate-forme d'essai pour étudier la possibilité d'accéder à des modes mécaniques non triviaux par la dynamique des textures magnétiques et vice-versa.

The project aims to investigate the role of angular momentum transfer in magnon-phonon coupled system. The system proposed consists of a magnetic disk in the magnetic vortex state surrounded by a circular-shaped Interdigital Transducer able to excite a Surface Acoustic Wave vortex through the inverse piezoelectric effect. With the help of simple Python simulations and interferometric measurements of the acoustic displacement, we successfully excited an acoustic vortex on x-cut LiNbO3 in the 100 MHz regime. On the other side, a finite-size micromagnetic eigensolver has been used to compute the modal decomposition of the linear magnetization dynamics of the magnetic disk in the vortex state. The excitation of spin waves in the disk by means of magneto-elastic coupling with the surface acoustic waves will be studied by MOKE spectroscopy. While this study targets an efficient manipulation of spin dynamics over long distances by means of angular momentum transfer, it also represents a test platform to investigate the possibility of accessing non-trivial