NELSON — Conférer de la Non-Linéarité aux ondes acoustiques de Surface par hybridation avec des ONdes de spin

Les signaux RF sont maintenant omniprésents. Les dispositifs à ondes acoustiques de surface (SAW) sont largement utilisés pour la séparation de fréquences. Bien qu’économes en énergie, les dispositifs SAW fonctionnent principalement dans des applications à bande étroite et effectuent des opérations linéaires à fréquence conservée. Les couches minces et les cristaux de KNbO3 (KNO) ont un couplage électromécanique plus élevé que tout autre matériau compatible SAW, mais ils n’ont jusqu’à présent presque jamais été utilisés en raison de leur croissance très difficile et du coût associé. La résolution de cette difficulté est en cours. Leur couplage électromécanique record permettrait de concevoir des transducteurs large bande, les rendant adaptés au traitement de signaux non linéaires, y compris les applications de conversion de fréquence. À l’inverse, les ondes de spin (SW) sont utilisées dans des applications micro-ondes nécessitant une non-linéarité. En effet, les SW sont facilement amenées dans des régimes non linéaires (il existe des « collisions » entre ondes de spin) et des seuils de puissance séparent alors des comportements qui peuvent être radicalement différents. Cela est particulièrement prégnant dans les nanostructures à base de multicouche, car la quantification des SWs exacerbe certains canaux de couplage. NELSON utilisera les spécificités des ondes de spin – large bande passante et non-linéarité intrinsèque– pour conférer cette non-linéarité aux dispositifs micro-ondes SAW basés sur KNO. Nous conçoirons des limiteurs de puissance et de convertisseurs de fréquence sans oscillateur local, le tout sur une plateforme SAW. Le consortium rassemble 4 labos qui ont une expertise dans la science des matériaux et la physique des piézos (FEMTO-ST), des empilements spintroniques pour la magnonique non linéaire (CEA), du couplage de SW et AW et leur imagerie (INSP), et des spectroscopies électriques et optiques des SWs (C2N).