Dr Justyna Rychły z Wydziału Fizyki UAM otrzymała stypendium naukowe Poznania za osiągnięcia badawcze w zakresie magnoniki, w szczególności za teoretyczne badanie własności lokalizacyjnych fal spinowych w planarnych magnonicznych kryształach oraz kwazikryształach magnonicznych. W przyszłości chce stworzyć demultiplekser fal spinowych. Z dr Justyną Rychły rozmawia Jagoda Haloszka.

Obecnie przebywa pani na stażu na uniwersytecie w Greifswaldzie. Co dokładnie pani tam robi?

Staż finansowany jest w ramach grantu ETIUDA5. Uczę się wykonywać pomiary dynamiki namagnesowania cienkowarstwowych struktur magnonicznych przez eksperyment typu pump-probe wykorzystujący dwie, oddzielone od siebie w czasie, wiązki lasera. Jest to dla mnie ciekawe doświadczenie, szczególnie mając na uwadze, że mój doktorat opierał się na teoretycznych badaniach dynamiki fal spinowych, a moje pierwsze doświadczenie z pracą laboratoryjną zdobyłam dopiero rok temu, podczas czteromiesięcznego stażu w Argonne National Laboratory w USA.

Czym jest tajemniczo brzmiąca fala spinowa i magnonika?

Fale spinowe są zaburzeniami namagnesowania rozchodzącymi się w materiałach magnetycznych w postaci fal. Same fale spinowe są podstawowym przedmiotem badań magnoniki. Co ważne, mając na uwadze ich potencjalne zastosowania, są to fale o mikrofalowych częstotliwościach, czyli o częstotliwościach wykorzystywanych współcześnie w komunikacji bezprzewodowej (Wi-Fi, 3G, 5G itp.), dużo krótsze od fal mikrofalowych wykorzystywanych do komunikacji bezprzewodowej. Ponadto fale spinowe umożliwiają transport informacji bez związanego z tym transportu ładunku elektrycznego, z czym wiąże się wytworzenie się tzw. ciepła Joule’a-Lenza. Wszystko to sprawia, że potencjalnie układy magnoniczne, wykorzystujące fale spinowe, mogą stać się nową, znacznie bardziej energooszczędną i zminiaturyzowaną klasą układów do przetwarzania informacji, wykorzystywaną np. w smartfonach.

Magnonika to również temat pani pracy doktorskiej.

Tematem jej było badanie własności lokalizacyjnych fal spinowych w kryształach oraz kwazikryształach magnonicznych: materiałach magnetycznych wytwarzanych sztucznie w warunkach laboratoryjnych (metamateriały) o przestrzennie zmieniających się parametrach materiałowych. Poprzez sztuczną strukturalizację materiałów magnatycznych można uzyskać nowe możliwości kontroli nad własnościami fal spinowych.

Czytaj także: Samanta Witomska. Grafen dla każdego

Otrzymała pani stypendium za dotychczasowe osiągnięcia badawcze w zakresie magnoniki. Czym dokładnie charakteryzują się te badania?

Badania, za które przyznane zostało mi stypendium, złożyły się na treść mojej pracy doktorskiej. Już będąc dzieckiem byłam zafascynowana kryształami, uwielbiałam oglądać albumy je prezentujące oraz klasyfikujące, tłumaczące ich pochodzenie. Badania, za osiągnięcia w których dostałam stypendium, pozwoliły mi w pewien sposób połączyć te zainteresowania.

Ma pani w planach stworzenie demultipleksera fal spinowych. Brzmi groźnie.

Pomysł ten bazuje na wykorzystaniu kwazikryształów oraz ich specyficznych własności. Przewiduję, że w zależności od częstotliwości wzbudzenia, można wzbudzić falę spinową w różnych miejscach struktury kwaziperiodycznej. Ten efekt może zostać wykorzystany do zaprojektowania demultipleksera, umożliwiającego przestrzenne rozdzielenie dwóch sygnałów o różnych częstotliwościach, czyli przekierowanie sygnału przenoszonego przy pomocy fali spinowej o określonej częstotliwości (podanej na wejście) do odpowiedniej lokalizacji (do określonego wyjścia).