ENGINEERINGNET.BE - Spin-golven zijn collectieve excitaties van de spins in magnetische materialen.
Ze zijn veelbelovende dragers van signalen in klassieke en quantum-informatietoepassingen vanwege hun lage intrinsieke demping, niet-wederkerig transport, micrometer golflengtes bij microgolffrequenties en sterke interacties die signaaloverdracht mogelijk maken.
Hierdoor hebben spin-golven de hoop gewekt om informatietechnologie te verbeteren met functionaliteiten en een efficiëntie die verder gaan dan die van deeltjes zonder onderlinge interactie.
Een belangrijke vereiste daarvoor is het realiseren van efficiënte en laag-dempende controle over spin-golven. Een potentieel baanbrekende maar vrijwel onontgonnen methode is het gebruik van supergeleiders.
Supergeleiders hebben geen elektrische weerstand, waardoor demping door wervelstromen wordt voorkomen, en ze hebben een sterk diamagnetisme die controle over het transport van spin-golven mogelijk maakt.
Ook zijn supergeleiders gevoelig voor elektrische stromen, magnetische velden en temperatuur, waardoor afstembare apparaten mogelijk zijn. Deze eigenschappen bieden uitstekende kansen om laag-dempende, instelbare spin-golfapparaten te realiseren.
Prof. dr. Toeno van der Sar van TU Delft gaat nu supergeleidende spin-golfoptica realiseren, in beeld brengen en lokaal bestuderen. Daarvoor creëert hij spin-golf-optische apparaten, met spiegels, golfgeleiders, splitsers en resonatoren, die microgolfcontrole mogelijk maken door het dissipatieloze supergeleidende diamagnetisme.
Van der Sar demonstreert daarna de kracht van supergeleider-gebaseerde controle door de apparaten te tunen met elektrische stromen, magnetische velden, temperatuur en licht.
Ook is het zijn doel om supergeleiders te gebruiken om de demping van spin-golven te controleren en nieuwe regimes van vlakband- en topologisch transport te realiseren.
Om hoge-resolutie toegang tot spin-golven onder de supergeleiders mogelijk te maken, zal hij magnetische beeldvorming gebruiken op basis van spins in diamant, een techniek die door zijn lab is ontwikkeld.
De European Research Council heeft een Consolidator Grants toegekend aan dit onderzoek. De financiering, per beurs maximaal 2 miljoen euro met een looptijd van vijf jaar, wordt verstrekt via het Horizon Europe programma van de EU.
