Magnetization dynamics in magnonic structures with different geometries: interfaces, notches and waveguides
二十年前超快磁化动力学的发现导致了各种各样的实验技术来探索具有高时间分辨率的磁性材料中的现象。本文研究了自旋波包在不同磁子晶体连续磁膜界面上的宽带激发。类似于拓扑带绝缘体表面上的受保护的导电状态，这些界面表现出表面自旋波模式，该模式从晶体传播到连续膜中。传播距离取决于所施加的磁场的方向以及晶体的表面几何形状。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall
Comment on "Physical Origin and Generic Control of Magnonic Band Gaps of Dipole-Exchange Spin Waves in Width-Modulated Nanostrip Waveguides" [K.-S. Lee, D.-S. Han, and S.-K. Kim, PRL 102, 127202 (2009), arXiv:0811.0411]
在参考文献[PRL 102，127202（2009）]中，Lee等人基于OOMMF模拟报道了在一维宽度调制的坡莫合金纳米带波导中存在大的磁振子带隙。然而，由于他们施加以激发自旋波（SW）的磁场脉冲的对称性不是一般的，具有A对称性的SW分支的整个集合从磁振子能带结构中省略（见下文）。不幸的是，这一遗漏导致了误导性的结论，例如，带隙的数量，宽度和位置。我们在这里提出了完整的能带结构的基础上，给出了一致的预测，从而证实了所采用的方法，即微观方法，OOMMF模拟，和线性化的朗道-Lifshitz方程的基础上的方法。此外，我们提供了一个物理解释使用群论。
2013-01-10 cond-mat.mes-hall
Optimization of Multi-Frequency Magnonic Waveguides with Enhanced Group Velocities by Exchange Coupled Ferrimagnet/Ferromagnet Bilayers
我们报告的宽带光谱和数值分析，我们探讨传播自旋波的磁性双层组成的23 nm厚的坡莫合金膜沉积在130 nm厚的$Y_{3}Fe_{5}O_{12}$。在双层中，我们观察到一个特征模式，表现出相当大的群速度在小平面内磁场比静磁和垂直自旋驻波。利用有限元方法，我们通过模拟模式分布和色散关系证实了观测结果。它们说明了由于在界面处的交换耦合的自旋波模式的杂交。在双层中发现的高速传播模式可以用于配置多频率自旋波通道，从而增强基于自旋波的逻辑器件的性能。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Elongated Skyrmion as Spin Torque Nano-Oscillator and Magnonic Waveguide
由于自旋力矩纳米振荡器在未来微波通信技术和神经形态计算中的潜在应用，近几十年来，它在理论和实验上得到了广泛的研究。在这项工作中，我们提出了一个基于skyrmion的自旋矩纳米振荡器驱动的空间均匀的直流电，其中skyrmion是由两个钉扎位点限制。不同于其他基于skyrmion的振荡器，产生的圆周运动或呼吸模式的skyrmion，稳态振荡运动产生的周期性变形的拉长skyrmion。通过微磁学模拟，我们发现振荡频率依赖于驱动电流、阻尼常数以及钉扎位置的特性。这种对直流电的非线性响应被证明是普遍的，并且也可以出现在反回旋子、回旋子和畴壁的情况下。此外，细长的skyrmion拥有矩形状的畴壁，它也可以作为一个磁振子波导。利用自旋波在该波导中的传播，我们提出了一种逻辑门的器件设计，并演示了其性能。
2023-01-11 cond-mat.mes-hall
A spin-wave logic gate based on a width-modulated dynamic magnonic crystal
实现了一种基于宽度调制动态磁振子晶体的电流控制自旋波逻辑门。该器件利用了由单晶钇铁石榴石薄膜和两条连接到薄膜表面的导线制成的自旋波波导。向导线施加电流提供了用于动态控制波导的有效几何形状的手段，并且导致对磁振子带隙的抑制。磁振子晶体作为一个与逻辑门的性能被证明。
2015-01-16 cond-mat.mes-hall
Thermally controlled confinement of spin wave field in a magnonic YIG waveguide
检测自旋波的方法依赖于自旋波偶极场和感应探针之间的电动耦合。虽然这种耦合通常被视为常数，但在这项工作中，我们从实验和理论上证明了它确实与温度有关。通过测量自旋波磁场作为温度的函数，和距离的样品，我们证明了有一个纵向和横向的限制的领域附近的钇铁石榴石-空气界面。我们的结果是相关的自旋波探测，特别是在自旋波热电子学领域
2019-10-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Steering magnonic dynamics and permeability at exceptional points in a parity-time symmetric waveguide
调节低能磁动力学是设计新型磁性超材料、自旋电子器件和磁振子逻辑电路的关键。这项研究揭示了一种新的，高效的控制磁导率的方式，通过塑造耦合磁波导中的磁振子的性质与强自旋轨道耦合的载流间隔。施加在波导上的自旋-轨道力矩导致一个波导中的磁阻尼的外部可调增强和另一个波导中的阻尼的减小，从而构成在磁增益/损耗平衡的例外点的边缘处具有紧急磁特性的磁宇称-时间（PT）对称系统。除了控制磁导率外，还发现了PT对称系统固有的现象，包括对磁振子功率振荡的控制、非互易磁振子传播、磁振子俘获和增强以及对磁扰动和自旋突然反转的敏感性增加。这些预测证明了分析和实验可行的条件下，充分的数值模拟证实。异常点的位置和自发PT对称破缺的强度可以通过外部电场和/或磁场来调节。的内在磁阻尼的作用，并通过Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的电控制的可能性暴露和利用模式色散成形和磁振子放大和捕获。这些结果为光磁波导、陷阱、传感器和电路的设计提供了一条新的途径。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Finite-element dynamic-matrix approach for spin-wave dispersions in magnonic waveguides with arbitrary cross section
本文提出基于有限元法的传播波动力学矩阵方法，可在任意截面磁振子波导中高效计算自旋波色散与模式分布，并首次将混合有限元/边界元法推广到修正泊松方程，成功应用于磁性纳米管等曲率系统。
2021-04-14 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Intrinsic and extrinsic mirror symmetry breaking in anti-dot spin-wave waveguides
本文从理论上研究了在磁振子波导中周期性排列的正方形反点的自旋波谱。我们表明，打破波导的镜像对称性的结构变化，可以导致磁振子带隙关闭。这些固有的对称性破缺可以通过适当选择的非对称外部偏置磁场来补偿，即以外部方式补偿。结果，存在于理想对称结构中的磁振子能隙可以恢复。用于解释的模型还表明，这种想法对于自旋波的交换和偶极相互作用机制以及其他类型的波都是通用的，例如，石墨烯带中的电子。
2013-04-08 cond-mat.mes-hall
In silico design of magnonic lasing in constricted waveguides
University of Antwerp（安特卫普大学）；Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）
本研究通过计算机模拟在缩颈铁磁波导中实现磁子黑洞现象，证实双孔腔可实现自旋波共振放大，提出的设计原理可用于引力系统磁子类及先进自旋电子学应用。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall
Anomalous Reflection of Caustic Spin-Wave Beams in a Magnonic Waveguide
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；University of Vienna（维也纳大学）
研究各向异性介质中焦散自旋波束的反射机制，通过时间分辨克尔显微镜观察发现其遵循与斯涅尔定律不同的机制，由焦散点跃迁选择反射光束，可通过调节外磁场控制反射过程和光束路径，确立了独特反射定律并提供波束控制途径。
2026-07-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Frequency-Division Multiplexing in Magnonic Waveguides
National Institute of Research and Development in Microtechnologies - IMT Bucharest（布加勒斯特微技术国家研究与开发研究所）；Department of Physics, Alexandru Ioan Cuza University（亚历山德鲁·约安·库扎大学物理系）；Imec；National University of Science and Technology POLITEHNICA Bucharest（布加勒斯特国立科技大学）
研究磁子波导中的频分复用，通过全电激发和检测，利用电感天线将两个微波信号耦合到自旋波导，经实验、理论分析及微磁模拟，证明不同频率自旋波能在线性区域无相互作用地共存，为磁子计算等架构的频分复用提供证据。
2026-07-23 cond-mat.mes-hall
Deeply Nonlinear Magnonic Directional Coupler
本研究发现磁振子定向耦合器中自旋波的强非线性频移会抑制波导间能量转移且存在陡峭功率阈值，据此设计出可切换定向耦合器并通过微磁模拟验证，为集成磁振子电路提供关键组件。
2025-05-20 cond-mat.mes-hall
A micro-structured ion-implanted magnonic crystal
研究了自旋波在局域离子注入微结构磁晶体波导中的传播。辐射引起沿波导的饱和磁化强度的周期性变化。因此，自旋波透射谱呈现出一组频带，其中自旋波传播被抑制。一个微弱的修改的饱和磁化强度的7%是足以减少的自旋波传输的带隙的一个因素的10。这些结果证明了局域离子注入用于制造有效的微米和纳米尺寸的磁振子自旋电子学应用的磁振子晶体的适用性。
2013-04-26 cond-mat.mes-hall
True amplification of spin waves in magnonic nano-waveguides
本文通过设计有效磁化接近零的亚微米磁振子波导，利用纳秒级自旋轨道矩脉冲抑制磁振子散射，首次实现传播自旋波强度高达500%的指数放大，为低功耗可级联磁振子计算架构奠定基础。
2024-02-22 cond-mat.mes-hall
Bias-free spin-wave phase shifter for magnonic logic
提出了一种无外加偏置磁场的磁振子移相器的设计。该移相器采用局域集体自旋波模式沿畴壁“波导”传播的偶极耦合磁点阵列中存在的棋盘反铁磁（CAFM）基态。数值结果表明，在不显著改变模幅值的情况下，邻近畴壁波导的单个磁点的再磁化在传播的自旋波模中引入了可控的相移。它还表明，一个逻辑异或门可以在同一系统中实现。
2016-04-25 cond-mat.mes-hall
Amplifying spin waves along Néel domain wall by spin-orbit torque
自旋波在磁振子波导中的传播会受到严重的衰减，这往往导致自旋波的传播长度有限，即使在具有最低阻尼常数的磁性材料中也是如此，严重限制了磁振子器件的发展。与传统波导中的自旋波相比，自旋波沿条形畴壁传播有望表现出增强的传输特性。在这里，我们证明，理论上和通过微磁模拟，与铁磁体/重金属双层相关的自旋-轨道扭矩可以有效地控制自旋波沿Néel型条带畴壁的衰减，尽管在基态磁化配置的复杂性。施加到重金属层的电流的方向决定了这些自旋波是否被放大或进一步衰减。值得注意的是，我们的模拟显示，有效调谐这种自旋波衰减所需的有效电流密度仅为~10^10 Am-2，大约比传统自旋波导所需的电流密度小一个数量级。我们的研究结果将丰富磁振子技术的工具集。
2022-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generation of Spin-Wave Pulses by Inverse Design
快速磁振子信息处理纳米器件的发展需要使用短自旋波脉冲进行操作，但是，脉冲越短，它们越容易受到由于加宽和色散引起的信息损失的影响。工程自旋波脉冲和控制其传播的能力可以解决这个问题。在这里，我们提供了一种方法来产生线性自旋波脉冲与所需的时空分布的基础上逆设计的磁振子波导。作为相关的例子，我们从理论上预测，矩形和自压缩自旋波脉冲可以产生在国家的最先进的波导与结晶度>96%，使用窄带状线天线。该方法需要最小的计算开销并且是通用的，即，它适用于任意目标脉冲形状、波的类型（交换或偶极）、波导材料和波导几何形状。它也可以扩展到更复杂的磁振子结构。我们的研究结果可能会导致利用大规模磁振子电路的经典和量子信息处理。
2022-09-14 cond-mat.mes-hall
Nanomagnonic waveguides based on reconfigurable spin-textures for spin computing
作为一种新兴的信息处理技术，磁光学的发展势头越来越大。自旋波的波动特性和焦耳热自由传播，为基于集成磁振子电路的高效模拟计算平台提供了希望。微型化是一个关键问题，但到目前为止，只有少数的例子，操纵的自旋波的纳米结构已被证明，由于定制的纳米磁性与传统的制造技术的困难。在这封信中，我们展示了一个前所未有的程度的控制在纳米级的自旋波的操纵，通过使用图案化的可重构自旋纹理。通过空间和时间分辨的扫描透射X射线显微镜成像，我们提供了直接的证据，在任意形状的纳米磁性波导图案化的畴壁的基础上，传播自旋波的沟道和转向，不需要外部磁场或电流。此外，我们展示了一个原型的纳米磁电路的基础上，两个会聚波导，允许可调的空间叠加和相互作用的限制自旋波模式。
2017-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Magnonic Bound States in the Continuum
本文提出利用连续谱中的磁振子束缚态（BIC）通过电流有效降低磁振子耗散，在反铁磁耦合波导中实现无耗散传输，并分析了关键参数影响，可应用于磁振子延迟线设计。
2025-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Control of 4-magnon-scattering in a magnonic waveguide by pure spin current
本研究利用自旋霍尔效应产生的纯自旋电流降低铁磁体有效阻尼，实现大振幅自旋波并触发4-磁子散射，通过直流电流和微波功率控制该非线性过程，为类脑计算应用提供了潜力。
2023-04-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Propagation of Spin Waves in Doubly Periodic Magnonic Crystals
本文通过刻蚀交替间距的 YIG 薄膜条构建双周期一维磁振子晶体，结合实验与模拟揭示第三、第六带隙因同时满足多重 Bragg 条件而增强。
2025-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generation of spin wave packets by reconfigurable magnonic heterojunctions
本文通过数值模拟研究纳米磁振子晶体带隙的磁场可调性，利用对不同区域施加磁场构建磁振子异质结，在线性与非线性区域分别实现幅度调制和频率梳，为纳米磁振子晶体的实验实现提供新途径。
2025-01-02 cond-mat.mes-hall
Spin wave propagation in a ring-shaped magnonic waveguide
本文结合SNS-MOKE与μ-BLS实验研究集成YIG条带的微米级环形磁振子谐振器，揭示环形多模散射与干涉产生的可调谐频率选择性自旋波传输。
2025-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Excitation and detection of short-waved spin waves in ultrathin Ta/CoFeB/MgO-layer system suitable for spin-orbit-torque magnonics
我们报告的激发和检测的短波自旋波的波矢高达约$40\,\mathrm{rad}\,μ\mathrm{m}^{-1}$自旋波波导制成的，在平面内磁化的Co $_{8}$ Fe $_{72}$ B $_{20}$（CoFeB）。CoFeB被并入Ta/CoFeB/MgO的层堆叠中，该层堆叠是具有大的自旋轨道转矩和大的垂直磁各向异性常数的层系统。短波自旋波由纳米共面波导激发，并通过自旋整流和微聚焦布里渊光散射光谱检测。我们发现，大的垂直磁各向异性的自旋波寿命大大受益，导致在没有界面阻尼的散装系统的寿命相媲美。所提出的结果铺平了道路，成功地扩展磁振子的非对称层堆叠具有大的自旋轨道扭矩。
2017-01-05 cond-mat.mes-hall
Magnonic Holographic Memory: from Proposal to Device
在这项工作中，我们提出了最近的发展，磁全息存储设备利用自旋波的信息传输。该装置包括磁性矩阵和放置在波导边缘上的自旋波产生/检测元件。矩阵由通过交叉结连接的磁波导网格组成。磁存储器元件被结合在结内，而读入和读出是由通过波导传播的自旋波完成的。本文给出了自旋波在NiFe和YIG磁十字中传播的实验数据。所获得的实验数据显示出突出的自旋波信号调制（高达20 dB的NiFe和35 dB的YIG）的外部磁场，其中的强度和方向的磁场定义的交叉臂之间的运输。我们还提出了实验数据上的2位磁振子全息存储器上的双交叉YIG结构与微磁铁放置在每个十字架的顶部。所有实验都是在室温下进行的，通过自旋波产生的干涉图样似乎可以识别每个磁体的状态。磁全息装置旨在将磁数据存储的优点与基于波的信息传输相结合。我们目前的自旋波全息器件的性能，包括功耗和功能吞吐量的估计。根据估计，磁振子全息装置可以提供高于10^18位/cm 2/s的数据处理速率，同时消耗0.15 μ W。这种方法的技术挑战和基本的物理限制进行了讨论。
2014-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Unidirectional perfect absorption induced by chiral coupling in spin-momentum locked waveguide magnonics
本文利用YIG球磁振子与SSPPs自旋-动量锁定波导模式的手性耦合，在临界耦合条件下实现单向完美吸收，并通过增加YIG球扩展至双向和多频率完美吸收，为单向信号处理与能量收集提供新范式。
2025-07-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Spin-wave nonreciprocity based on interband magnonic transitions
基于时间反转和空间反转对称破缺磁场引起的带间磁振子跃迁，我们从理论上证明了Ni 80 Fe 20纳米条形波导中的线性自旋波非互易性.一个分析耦合模式理论的自旋波，发展到描述的过渡是伴随着同时的频率和波矢位移的耦合自旋波，以及证实了数值模拟。我们的研究结果为实现自旋波隔离以及利用外加磁场对自旋波传播进行动态控制奠定了基础。
2013-08-07 cond-mat.mes-hall
Spin-wave phase modulation using magnetic domain walls in dipolarly coupled structures for non-volatile magnonic computation
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道）；Université Paris-Saclay, Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, CNRS（巴黎萨克雷大学，纳米科学中心，法国国家科学研究中心）
提出一种基于磁畴壁位置控制的自旋波移相器，通过两个紧密波导间的偶极耦合实现近360°连续相位调谐，并保持自旋波幅度不变，为紧凑、可重构的非易失性磁子逻辑架构提供关键组件。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Impact of the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction on the band structure of one-dimensional artificial magnonic crystals: a micromagnetic study
本文采用微磁学方法系统研究了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用对两种一维磁振子晶体（MC）的自旋波能带结构的影响，这两种MC都具有相同的周期p=300 nm，但采用不同的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用调制.在第一个系统中，人工周期性是通过调制界面的介电常数D来实现的，而在第二个系统中，样品的形态也被调制。由于磁振子晶体的色散关系中的能带结构的折叠特性，通过测量高阶人工布里渊区中的折叠模式的频率分裂，可以将布里渊光散射的灵敏度扩展到弱的布里渊强度（D在0至0.5 mJ/m2的范围内），因为分裂几乎随能带指数线性增加。对于相对较大的ε值（D在1.0至2.0 mJ/m2的范围内），自旋波色散关系呈现正波矢的平坦模式，由其幅度取决于D值的禁频间隙分隔。这些频率间隙对于具有形态调制的样品更明显。这些模式在两个MC的非互易性，局部化，空间分布进行了讨论，参考自旋波在普通的薄膜和隔离的条纹相同的厚度。
2021-12-10 cond-mat.mes-hall
Reconfigurable nano-scale spin-wave directional coupler
提出了一种由两个横向平行的纳米尺度偶极耦合自旋波波导组成的自旋波定向耦合器，并利用微磁学模拟和解析理论对其进行了研究。在传播过程中在一个波导中激发的SW的能量周期性地转移到另一个波导并返回，并且这种转移的空间半周期被定义为耦合长度。耦合长度由波导之间的偶极耦合确定，并且在设备输出处转移到另一波导的SW能量的分数可以随着SW频率、偏置磁场和波导的静态磁化的相对取向而变化。所提出的定向耦合器的设计可以用于面向数字计算的磁振子作为磁振子导管的连接器（多路复用器）而不直接接触，或者在模拟微波信号处理中作为可重构的纳米级功率分配器和/或频率分离器。
2017-04-07 cond-mat.mes-hall
Paving Spin-Wave Fibers in Magnonic Nanocircuits Using Spin-Orbit Torque
最近的研究表明，磁性纳米结构中的畴壁可以作为紧凑、节能的自旋波波导，用于构建磁振子器件，这些磁振子器件被认为是克服当今CMOS技术的挑战和瓶颈的有希望的候选者。然而，将长条畴壁压印到磁性纳米线中仍然是一个挑战，特别是在弯曲的几何形状中。在这里，通过微磁学模拟，我们提出了一种方法写入带畴壁弯曲的磁性纳米线使用自旋轨道扭矩。我们采用Y形磁性纳米结构以及S形磁性纳米线来演示注入过程。此外，我们验证了Y形的纳米结构，纳入条带畴壁可以作为优越的自旋波多路复用器，并且可以可控地操纵沿每个管道的自旋波传播。这种基于条形畴壁的自旋波多路复用器有望成为磁振子自旋电子学中的关键信号处理器件。
2017-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Route toward high-speed nano-magnonics
我们研究实验的可能性，利用脉冲的纯自旋电流，通过非局域自旋注入机制，产生短包的自旋波在纳米磁波导中传播。空间和时间分辨的微焦点布里渊光散射光谱测量表明，由自旋电流的激发导致极快的瞬态响应，使得能够有效地产生持续时间低至几纳秒的短自旋波包。所提出的方法开辟了一条路线，实现高速磁振子系统的传输和处理的信息在纳米尺度上。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall
Floquet-engineering the exceptional points in parity-time-symmetric magnonics
本研究提出基于耦合磁波导和磁子晶体的时空驱动PT对称磁子学方案，通过电荷电流实现增益/损耗平衡，调控奇异点及PT对称破缺相，实现低电流下自持续磁化振荡和高效自旋波产生。
2023-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin waves in thin films and magnonic crystals with Dzyaloshinskii-Moriya interactions
综述了超薄铁磁薄膜和手征磁振子晶体中的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用对自旋波行为的影响。在过去的十年中，它已被证明，无论是理论和实验，这种各向异性交换相互作用产生非互易功能的自旋波谱的磁系统，这种现象发生在体和界面Dzyaloshinskiii-Moriya耦合。最近，引入了手性磁振子晶体的概念，其中界面的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用是周期性的。这种周期性的影响包括额外的功能，如平带，间接的差距，和一个不寻常的自旋波演化。
2019-06-05 cond-mat.mes-hall
Voltage-Controlled Reconfigurable Magnonic Crystal at the Submicron Scale
多铁性提供了一种优雅的手段来实现电压控制和在基于铁磁材料的微观纳米级系统中的动态重构。这些性质在磁振子领域特别有趣，在磁振子领域，自旋波被用来执行高级逻辑或模拟功能。近年来，纳米磁振子{ \color{black}}的出现有望最终导致磁振子器件的大规模集成。然而，一个紧凑的电压控制，按需可重新配置的磁振子系统尚未显示。在这里，我们介绍了在一个完全外延异质结构的多铁性与铁磁体的组合，以实现这样的电压控制和可重构的磁振子系统。在具有$500\,\mathrm{nm}$周期性的薄多铁性$\mathrm{BiFeO_3}$中压印剩余电极化产生微米级铁磁$\mathrm{La_{2/3}Sr_{1/3}MnO_3}$磁振子波导中的有效磁场的调制。我们证明了磁电耦合的自旋波传播光谱的特征，在这个人工的，电压诱导，磁振子晶体和演示发生一个强大的磁振子带隙与$>20 \,\mathrm{dB}$拒绝。
2021-05-16 cond-mat.mes-hall
Magnon confinement in a nanomagnonic waveguide by a magnetic Moiré superlattice
本研究将莫尔超晶格方法应用于磁振子学，通过3.5度扭转的磁性莫尔超晶格在纳米磁学波导中产生磁振子平带，实现磁振子限制，为相关纳米磁学器件与电路研发奠定基础。
2024-10-08 cond-mat.mes-hall
Spin waves in periodic antidot waveguide of complex base
我们考虑了平面磁振子波导中的反点周期性排列，其中两个相邻的反点向波导的相对边缘移动。这个系统有一个复杂的基础，在一个单位单元中有两个反点。布里渊区在这里比没有反点位移的波导的布里渊区窄两倍。研究表明，当色散关系折叠到较窄的布里渊区时，可以打开新的频率带隙，并且可以通过反点的移动来控制其宽度。我们发现，在周期波导（及其反点）的边缘处自旋波钉扎的不同强度决定了带隙宽度对反点位移的依赖性。对于具有完全自由磁化或理想钉扎磁化的系统，这些依赖性是定性不同的。我们找到了一个最佳的位移的antidot最大化的系统与钉扎磁化的间隙的宽度。更有趣的是，我们注意到，对于这种结构的几何形状，大多数模式在布里渊区的边缘处是双简并的，并且在非常接近布里渊区边缘处具有有限的群速度，对于较大的反点位移值。这使得我们能够设计磁振子波导来控制自旋波。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall
Integrated magnonic chip using cascaded logic
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；University of Vienna（维也纳大学）；V. G. Baryakhtar Institute of Magnetism of the NAS of Ukraine（乌克兰国家科学院V.G.巴里亚赫塔尔磁学研究所）；INNOVENT e.V.（INNOVENT协会）；Hubei University（湖北大学）；Wuhan National High Magnetic Field Center, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学武汉国家强磁场中心）；Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道莱茵兰-普法尔茨技术大学）
该研究提出了一种集成磁子芯片，通过工程化非线性克服自旋波衰减和相位敏感问题，实现可重构逻辑门和级联操作，为低能耗计算提供新方案。
2026-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamic control of spin wave spectra using spin-polarized currents
我们描述了一种通过自旋极化电流在均匀纳米条形波导中动态控制自旋波谱的方法。当电流垂直流过纳米条形波导中心时，观察到稳定的周期性磁化结构。在被激发之后，自旋波在波导的侧面传输。自旋波传输和色散曲线的数值模拟揭示了一个单一的，明显的带隙。此外，周期性磁化结构可以通过自旋极化电流来打开和关闭。从完全抑制到完全透射的切换过程在不到3ns的时间内发生。因此，这种类型的磁振子波导可用于低耗散自旋波基滤波器。
2014-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall skyrmion-based magnonic crystal
Hunan University（湖南大学）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）；Central South University（中南大学）；Chengdu University of Technology（成都理工大学）
利用磁域壁Skyrmion链构建磁波晶体，实现对磁域壁中自旋波传播的调控，为设计高效磁波纳米电路提供新方法。
2025-09-24 cond-mat.mes-hall
Nano-patterned magnonic crystals based on ultrathin YIG films
我们展示了一个微观磁晶体波导产生的纳米图案的20 nm厚的钇铁石榴石薄膜。利用相位分辨微聚焦布里渊光散射光谱，我们绘制了在这种周期性磁结构中传播的自旋波的强度和相位。基于这些映射，我们得到的色散和自旋波的衰减特性提供详细的信息，自旋波在磁振子晶体中的传播的物理。我们表明，在简化的物理图片相比，自旋波的最大衰减实现接近边缘的磁振子带隙，这是与非平凡的反射特性的自旋波在非均匀的场电位。
2017-05-05 cond-mat.mes-hall
Coherent coupling of two remote magnonic resonators mediated by superconducting circuits
我们展示了微波介导的远磁振子-磁振子耦合的超导电路平台上，将芯片安装的单晶Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$（YIG）球。证明了两个YIG球的磁振子模之间存在相干能级排斥和耗散能级吸引。前者由超导谐振腔的腔光子介导，后者由共面波导的传播光子介导。我们的研究结果开辟了新的途径，探索集成的混合磁振子网络的相干信息处理的量子兼容的超导平台。
2022-01-16 cond-mat.mes-hall
High-fidelity magnonic gates for surface spin waves
研究了表面自旋波在偶极-偶极耦合波导中的传播。这里所做的观测的基本是自旋波和有效铁电极化之间的磁电耦合。这允许外部电场作用于自旋波并修改各个层中的磁振子激发的带隙。通过电场的开/关切换和/或相对于平衡磁化改变其强度或方向，可以允许或禁止自旋波在所选波导中的传播。我们提出了实验上可行的纳米器件作为高保真表面波磁振子门。
2019-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-wave propagation in a microstructured magnonic crystal
本文从理论和实验上研究了微波自旋波通过周期性变化宽度的坡莫合金波导形式的微结构磁振子晶体的传输。利用布里渊光散射显微镜测量了样品的自旋波特性。清晰地观察到抑制频带。带隙频率由外加磁场控制。测量的自旋波强度作为频率和传播距离的函数与模型计算吻合得很好。
2009-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
A magnonic directional coupler for integrated magnonic half-adders
磁振子，自旋波的量子，可用于在超越摩尔计算应用中编码信息，磁振子器件组件，包括逻辑门，晶体管和非布尔计算单元，已经开发出来。也已经探索了可以用作电路构建块的磁振子定向耦合器，但是由于它们的毫米尺寸和多模光谱而不切实际。在这里，我们报告了一个磁振子定向耦合器的基础上钇铁石榴石单模波导的350 nm宽。我们利用自旋波的振幅对信息进行编码，并根据信号幅度、频率和外加磁场将其引导到耦合器的两个输出端之一。使用微磁模拟，我们还提出了一个集成的磁振子半加法器，由两个定向耦合器和处理的磁振子域内的所有信息与aJ的能量消耗。
2021-09-07 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Magnonic crystals - prospective structures for shaping spin waves in nanoscale
本文从理论上研究了一维、二维和三维周期性磁振子晶体中自旋波的能带结构。我们用平面波法、频域有限元法和时域微磁模拟方法求解Landau-Lifshitz方程，得到自旋波的动力学和本征模谱。在线性近似下计算了自旋波谱。在本文中，我们显示这些方法在计算各种类型的自旋波的有用性。本文研究了一维磁振子晶体中Damon-Eshbach自旋波的表面特性及其表面局域化随第一布里渊区带数和波数的变化。自旋波激发的表面性质通过用导体覆盖磁振子晶体的板被进一步利用。二维磁振子晶体中的能带结构由于退磁场引入的附加空间不均匀性而变得复杂。这改变了自旋波色散，使得磁振子晶体的能带结构强烈依赖于夹杂物的形状和晶格类型。内部磁场的不均匀性对于晶格常数小的磁振子晶体变得不重要，其中交换相互作用占主导地位。对于具有小晶格常数的三维磁振子晶体，我们发现了宽的磁振子带隙，并指出可以探索不同材料在磁振子晶体中的空间分布，以实现自旋波的定制有效阻尼。
2017-03-11 cond-mat.mes-hall
Spin-wave phase inverter upon a single nanodefect
对纳米元件磁性的局部修饰是设计下一代磁振子器件的关键，在磁振子器件中，信息通过自旋波进行携带和处理。其中最大的挑战是制作简单和微型相控元件具有广泛的可调谐性。在这里，我们成功地实现了这样的自旋波移相器上的单一纳米槽由聚焦离子束铣削在钴铁微尺寸磁振子波导。通过改变凹槽深度和面内偏置磁场，我们连续调整自旋波相位，并通过实验证明了完全的相位反转。相移的微观机制是基于纳米沟槽作为几何缺陷和较低的自旋波群速度在沟槽下的波导中的组合作用，其中由于在离子束铣削期间并入Ga离子而降低了磁化强度。所提出的移相器可以很容易地与自旋波逻辑门和其他磁振子器件进行片上集成。我们的研究结果是至关重要的设计纳米磁振子电路和自旋波纳米光学的发展。
2019-02-11 cond-mat.mes-hall
Highly efficient coherent amplification of zero-field spin waves in YIG nano-waveguides
本文提出在YIG纳米波导中利用毫瓦级局部参量泵浦，在零偏置磁场下实现自旋波脉冲超过两个数量级的相干放大，解决了纳米结构高效放大与无外磁场工作两大挑战。
2025-07-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electric-field coupling to spin waves in a centrosymmetric ferrite
我们的实验表明，自旋轨道相互作用可以用于直接电场调谐的自旋波在单晶钇铁石榴石磁振子波导的传播。磁电耦合不是由于自旋-轨道相互作用，因此一个数量级较弱，导致电场修改的自旋波速度的波导几何形状的自旋-轨道相互作用将不会作出贡献。相移理论和实验结果表明，在交换自旋波区，这种电调谐具有很高的效率。我们的研究结果指出了一个重要的途径操纵自旋波和发展电可调磁振子器件。
2014-06-14 cond-mat.mes-hall
Spin wave nonreciprocity and magnonic band structure in thin permalloy film induced by dynamical coupling with an array of Ni stripes
控制自旋波在磁介质中传播的一种有效方法是使用称为磁振子晶体（MC）的周期性图案。然而，由于对尖锐界面的要求，具有纳米尺度周期性的MC特别是双组分的制造是一项具有挑战性的任务。另一种解决方法是使用周期性改变的均匀铁磁薄膜。该结构也适用于利用表面自旋波的非互易性质。在这项工作中，我们证明了磁振子能带结构形成薄坡莫合金薄膜由于动态静磁耦合附近的表面镍条。我们发现，带隙宽度可以系统地调整薄膜和条纹之间的夹层厚度的变化。我们还显示了非互易性的效果，这是看到在带隙边缘从布里渊区边界移动，也在非互易性的相互作用中传播的自旋波在Py膜中的自旋驻波在Ni条纹。我们的发现为进一步研究和利用磁振子器件中的非互易性和能带结构提供了可能。
2017-06-10 cond-mat.mes-hall
Collective spin waves in arrays of Permalloy nanowires with single-side periodically modulated width
我们通过实验和数值计算研究了集体自旋波在具有周期性调制宽度的纵向磁化纳米线阵列中传播的色散。研究了两种单边调制和不同调制周期的纳米线阵列，并与宽度均匀的纳米线阵列进行了比较。在倒易空间的第三布里渊区测量的自旋波色散表明，宽度调制的纳米线存在两个色散模，其磁子带的振幅取决于调制周期，在较高频率处存在一组非色散模.这些发现与在均匀宽度纳米线中观察到的结果不同，在均匀宽度纳米线中，只有最低模具有相当大的色散。用动力学矩阵法满意地再现了所测得的自旋波色散。在这项工作中提出的结果是重要的，鉴于可能实现的频率可调谐磁振子器件。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
Slow-Wave Hybrid Magnonics
本研究提出并验证了一种利用微波波导慢波实现宽带光子-磁子耦合的新方法，突破了腔磁子学带宽限制，为混合磁子学开辟了新方向。
2024-02-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin wave propagation in corrugated waveguides
曲率诱导效应使我们能够定制具有高自由度的磁系统的静态和动态响应。研究了用聚焦电子束沉积法在正弦调制衬底上制备的波纹磁振子波导。膜的厚度与调制幅度相当的表面曲率局部修改偶极和交换能的贡献，并导致有效的各向异性项，其可以根据需要根据确切的几何形状进行调整。我们表明，由布里渊光散射显微镜，在没有外部磁场的存在下，自旋波传播的距离10 $\times$大的波纹波导比在平面波导。进一步分析了调制幅度对自旋波传播的影响，得出了调制幅度适中时，自旋波衰减长度不受影响的结论。对于较大的振幅，衰减长度随调制的增加而线性减小。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
