Forschung: Magnonen-Driftströme

Artikel „Control of Nonlocal Magnon Spin Transport via Magnon Drift Currents“ hervorgegangen. Die Veröffentlichung wurde als "Editor's suggestion" ausgewählt und in Physics mit einem Perspektivartikel vorgestellt.

Elektrizität und elektrische Ströme bilden das Rückgrat der modernen Technik. Elektrische Ströme können als eine Wolke geladener Teilchen (Elektronen) dargestellt werden, die sich in eine bestimmte Richtung bewegen. Die Bewegung geladener Teilchen lässt sich leicht kontrollieren, da sie von den Polen einer Batterie angezogen oder abgestoßen werden. Dadurch sind wir heutzutage Experten im Umgang mit elektrischen Strömen.

Was aber, wenn man Teilchen bewegen möchte, die keine elektrische Ladung besitzen? Dies ist bei magnetischen Isolatoren der Fall, die eine ferromagnetische Ordnung, aber keine beweglichen Ladungen aufweisen. In diesen Systemen bilden die elementaren Anregungen der Magnetisierung, sogenannte Magnonen, wiederum eine Teilchenwolke, welche im Gegensatz zu den Elektronen aber ladungslos ist. Das aufkommende Forschungsfeld "Magnonincs" basiert auf Magnonen, weil sie einzigartige bosonische Eigenschaften aufweisen, die bei Elektronen nicht erlaubt sind. Um jedoch einen Magnonenstrom anzutreiben, muss eine Methode entwickelt werden, welche erlaubt eine Wolke ungeladener Magnonen in eine bestimmte Richtung zu lenken. Der Artikel schlägt hierfür ein theoriegestütztes Konzept vor und liefert die experimentelle Demonstration.

R. Schlitz, S. Vélez, A. Kamra, C.-H. Lambert, M. Lammel, S. T. B. Goennenwein, P. Gambardella,
Control of Nonlocal Magnon Spin Transport via Magnon Drift Currents,
Phys. Rev. Lett. 126, 257201 (2021) (arXiv)