Magnonen beschreiben die kollektive Anregungen gekoppelter Spins. Magnonen können unter anderem über die Austauschwechselwirkung oder magnonische Spinströme miteinander wechselwirken. Dies führt zu einer Kopplung verschiedener Magnonen in Heterostrukturen oder komplexen Materialien, insbesondere Antiferromagneten.

Wir untersuchen Spin-Spin Kopplung zur effizienten Anregung von Magnonen mit Wellenlänger kleiner 100nm [1]. Weiterhin haben wir die ultrastarke und austauschverstärkte Spin-Spin Kopplung in kompensierten und damit quasi-antiferromagnetischen Ferrimagneten nachgewiesen [2]. Die Magnon-Spin Wechselwirkung bildet damit eine wichtige Grundlage für die Realisierung von magnonischen Bauteilen.

Weiterhin untersuchen wir die Spin-Spin Wechselwirkung auch in Materialien mit exotischer und topologisch geschützter Spintextur, zum Beispiel den so genannten Skyrmionen. Wir konnten zeigen, dass chirale Spintexturen qualitativ neuartige magnonische Bandstrukturen ermöglichen. Diese Bandstrukturen repräsentieren natürliche magnonische Kristalle und sind damit für die Datenverarbeitung mit Spinwellen interessant [3].

[1]   S. Klingler, V. Amin, S. Geprägs, K. Ganzhorn, H. Maier-Flaig, M. Althammer, H. Huebl, R. Gross, R. D. McMichael, M. D. Stiles, S. T. B. Goennenwein, and M. Weiler, Spin-Torque Excitation of Perpendicular Standing Spin Waves in Coupled YIG/Co Heterostructures, Phys. Rev. Lett. 120, 127201 (2018).

[2]  L. Liensberger, A. Kamra, H. Maier-Flaig, S. Geprägs, A. Erb, S. T. B. Goennenwein, R. Gross, W. Belzig, H. Huebl, and M. Weiler, Exchange-Enhanced Ultrastrong Magnon-Magnon Coupling in a Compensated Ferrimagnet, Phys. Rev. Lett. 123, 117204 (2019).

[3]  M. Weiler, A. Aqeel, M. Mostovoy, A. Leonov, S. Geprägs, R. Gross, H. Huebl, T. T. M. Palstra, and S. T. B. Goennenwein, Helimagnon Resonances in an Intrinsic Chiral Magnonic Crystal, Phys. Rev. Lett. 119, 237204 (2017).