Les nanodispositifs magnoniques exploitent les magnons – soit des quanta d’ondes de spin – pour transmettre et traiter l’information au sein d’une plate-forme intégrée unique qui a le potentiel de surpasser l’électronique traditionnelle à base de semi-conducteurs. Il manque toutefois à cette nanotechnologie de l’information un système efficace d’amplification des ondes de spin qui se propagent.

La découverte récente du couple spin-orbite a fourni un mécanisme élégant de compensation des pertes de propagation. Bien qu’une compensation partielle des pertes d’ondes de spin ait été réalisée, il n’a pas été possible jusqu’à présent de réaliser une véritable amplification.

Nous démontrons ici les conditions de fonctionnement permettant d’obtenir une amplification sans ambiguïté en utilisant des impulsions de couple spin-orbite d’une durée de quelques nanosecondes dans des nano-guides d’ondes magnétiques, où l’aimantation effective a été conçue pour être proche de zéro afin de supprimer la diffusion préjudiciable des magnons. Nous obtenons une augmentation exponentielle de l’intensité des ondes de spin se propageant jusqu’à 500 % à une distance de propagation de plusieurs micromètres.

H. Merbouche et al. True amplification of spin waves in magnonic nano-waveguides. Nat Commun 15, 1560 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-45783-1

Ce travail a bénéficié du soutien financier du programme-cadre Horizon 2020 de la Commission européenne dans le cadre de l’accord de subvention FET-Open n° 899646 (k-NET).