磁纳米波导中自旋波的真实放大

磁子纳米器件利用磁子——自旋波的量子——在单一集成平台上传输和处理信息，该平台有望在低功耗应用上超越传统半导体电子学。这一信息纳米技术的主要缺失基石是针对传播自旋波的直接放大方案。自旋轨道矩的近期发现为传播损耗补偿提供了一种优雅机制。虽然自旋波阻尼的部分补偿已实现自旋波信号调制，但真实放大——传播过程中自旋波强度的指数增长——迄今仍难以实现。在此，我们阐明了在亚微米宽磁波导中利用时钟式纳秒长自旋轨道矩脉冲实现明确放大的工作条件，其中有效磁化强度被调控至接近零以抑制有害的磁子-磁子散射。结果，我们实现了传播自旋波强度在数微米传播距离上高达 500% 的指数增长。这些结果为实现用于基于波的信息处理和复杂片上计算的节能、可级联磁子架构铺平了道路。