Hybridization of terahertz phonons and magnons in disparate and spatially-separated material specimens
本文通过实验与理论证明,在太赫兹频段可利用同一光学腔模式使空间分离的反铁磁晶体磁振子与绝缘体声子发生光子介导的强耦合杂化,且杂化在毫米级间距下仍可调,为频率可调太赫兹器件提供了新途径。
2024-07-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coherent spin pumping in a strongly coupled magnon-magnon hybrid system
我们在坡莫合金/钇铁石榴石(Py/YIG)双层膜的磁振子-磁振子混合模式中实验确定了相干自旋泵浦。利用宽带铁磁共振,观察到一个“避免交叉”之间的统一模式的Py和自旋波模式的YIG由于类场界面交换耦合。我们还确定了额外的线宽抑制和增强的同相和异相混合模式,分别为\textcolor{black}{which can be interpreted as concerted dampinglike torque from spin pumping}。我们的分析预测的反比例的fieldlike和dampinglike扭矩的平方根的Py厚度,这与实验定量一致。
2020-03-21 cond-mat.mes-hall
Broadband Magnomechanics Enabled by Magnon-Spoof Plasmon Hybridization
本研究利用基于赝表面等离极化激元的慢波混合磁子学构型,在YIG薄膜上实现了超过7 GHz的宽带相干磁子-声子相互作用,并发现短波长磁子与高次体声学共振耦合的新尺寸效应,为新型磁力学器件铺路。
2024-12-20 cond-mat.mes-hall
Hybrid magnonics: physics, circuits and applications for coherent information processing
混合动力系统最近获得了兴趣,在基础物理和设备的应用,特别是其潜在的相干信息处理。在这个角度来看,我们将集中在最近的快速发展的磁振子为基础的混合系统,它试图结合磁振子激发与不同的激发在设备,电路和信息处理的变革性应用。其有前途的潜力的关键是,磁振子是高度可调的激发,可以很容易地设计与各种动态介质和平台耦合。磁振子能够与许多不同的激发态实现强耦合,这使得它能够很好地用于研究固态相干动力学和开发独特的功能。此外,由于它们的千兆赫频率带宽以及易于制造和小型化,磁振子器件和系统可以方便地集成到微波电路中,用于模仿已经应用于微波电子学、光子学和量子信息中的广泛的器件概念。我们将讨论推进磁振子混合系统的几个潜在方向,包括片上几何结构,新的相干磁振子功能,以及不同平台之间的相干转导。作为未来的展望,我们将讨论磁振子混合系统在量子信息和磁振子逻辑中应用的机遇和挑战。
2020-06-29 cond-mat.mes-hall
Berry curvature in magnon-phonon hybrid systems
我们从理论上研究了磁振子通过自旋轨道相互作用和偶极相互作用与声学声子杂化所引起的Berry曲率。我们首先讨论了通过偶极相互作用的磁振子-声子杂化,并证明了色散在动量空间中存在无隙点,其中一些形成了一个环。接下来,当自旋轨道和偶极相互作用被认为是,我们表现出各向异性的纹理的Berry曲率和它的分歧,并没有间隙关闭。给出了钇铁石榴石的相应异常速度的真实评价。
2016-11-28 cond-mat.mes-hall
Magnon-Plasmon Hybridization Mediated by Spin-Orbit Interaction in Magnetic Materials
本研究提出磁性材料中自旋轨道相互作用介导的磁振子-等离激元耦合杂化机制,阐明耦合强度可由磁场调控,反铁磁系统因亚晶格内自旋动力学增强耦合,二维磁性系统是理想研究平台。
2022-12-12 cond-mat.mes-hall
Hybrid plasmon-magnon polaritons in graphene-antiferromagnet heterostructures
我们考虑由石墨烯和绝缘反铁磁体形成的混合结构,由厚度高达$d\simeq 500 \,nm$的电介质分隔。当解耦合时,石墨烯和反铁磁表面都拥有它们自己的极化子模式,在石墨烯的情况下将电磁场与等离子体耦合,在反铁磁体的情况下将电磁场与磁振子耦合。我们表明,混合结构可以主机两种新类型的混合极化激元模式。首先,表面磁振子-等离子体激元极化激元,其色散被石墨烯层的载流子密度从根本上改变,包括群速度的符号变化。第二,表面等离子体-磁振子极化激元形成为石墨烯表面等离子体和反铁磁裸磁振子的线性叠加。这种极化激元具有两个分支的色散,由色散表面等离子体和磁振子之间的反交叉形成。我们讨论了这些新的模式结合光子,磁振子和等离子体激元,以达到新的功能的潜力。
2019-02-02 cond-mat.mes-hall
Dissipation-induced nonreciprocal magnon blockade in a magnon-based hybrid system
我们提出了一个实验上可实现的非互易磁振子器件在单磁振子水平上利用磁振子阻塞的磁振子为基础的混合系统。微波腔中虚光子介导的相干量子比特-磁振子耦合导致复合模的能级非谐性。相反,相应的耗散对应物,由波导中的行进微波引起,产生能级的不均匀加宽。结果,这两种相互作用的协同效应导致了方向依赖的磁振子阻塞的出现。我们表明,这可以证明通过研究等时间的二阶关联函数的磁振子模式。我们的研究开辟了一条途径,工程师在量子制度的非互易磁振子设备只涉及少量的磁振子。
2021-12-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of thermally activated coherent magnon-magnon coupling in a magnonic hybrid system
该研究用微聚焦布里渊光散射在 YIG/Py 双层中观测热激活磁振子的相干强耦合,并通过与电激发检测对比揭示宽波矢混合机制。
2025-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological hybridisation of plasmons with ferrimagnetic magnons
Monash University(莫纳什大学);Sharif University of Technology(谢里夫理工大学)
该研究通过拓扑混合等离子体与铁磁自旋声子,揭示了其在GHz和THz频率范围内的强耦合特性及拓扑分类方法。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall
Tunable Magnon-Photon Coupling by Magnon Band Gap in a Layered Hybrid Perovskite Antiferromagnet
研究通过将超导谐振器耦合到具有内禀Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的层状杂化钙钛矿反铁磁体,利用温度敏感的磁振子带隙实现了磁振子-光子耦合的可调与关闭,为复杂磁性材料中相干信息处理提供了新机遇。
2023-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Magnon-Phonon Hybrid Excitations in Two-Dimensional Ferromagnets with Tunable Chern Numbers
本文从理论上研究了二维铁磁体中的磁振子-声子混合激发。混合激发,这是被称为磁振子极化子的散装带,分析表明是拓扑非平凡的,拥有有限的陈数。我们还证明了磁振子极化子带的陈数和带交叉线的数目可以通过外加磁场来控制。对于实验,我们建议使用热霍尔电导率作为探针的磁振子极化子的有限Berry曲率。我们的研究结果表明,一个简单的铁磁体上的正方形晶格支持拓扑非平凡的磁振子极化子,推广拓扑激发在传统的磁系统。
2019-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coupling molecular spin qubits with 2D magnets for coherent magnon manipulation
本研究通过第一性原理计算,探索分子自旋量子比特与二维磁体CrSBr的耦合,实现自旋波的化学相干控制,并预测超快低退相干磁振子-量子比特界面的可行性。
2025-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Self-hybridization and tunable magnon-magnon coupling in van der Waals synthetic magnets
范德华磁铁是唯一的定位在二维材料,反铁磁自旋电子学和磁振子之间的交叉点。这些材料中的层间交换相互作用使得能够在GHz频率下获得反铁磁共振。因此,这些层状反铁磁体是一种有趣的材料,可以用来制造量子混合磁振子器件。在这里,我们使用一个修改后的宏自旋模型和微磁模拟,以证明一个全面的反铁磁共振谱在范德华磁体附近的磁(单层)限制。光学和声学磁振子模式的数量,以及模式频率,被发现是精致的层数敏感。我们发现了一种自杂交效应,其中发现光学或声学磁振子对通过动态交换相互作用相互作用和自杂交。这导致在能谱中特征性地避免了能级交叉。通过模拟,我们表明,通过电控制的异质结构内的表面层的阻尼的强度和避免的能级交叉的磁振子谱中的数量可以控制。
2020-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon-Skyrmion Hybrid Quantum Systems: Tailoring Interactions via Magnons
该研究提出磁振子-斯格明子混合量子系统,揭示微磁体磁振子模式与斯格明子量子化螺旋度的强耦合机制,可介导非互易相互作用,为磁性微结构的量子研究与信息处理提供平台。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnon Blockade in a Hybrid Ferromagnet-Superconductor Quantum System
单磁振子能级量子操纵的实现是量子磁学的基本目标之一,对于精密计量、量子信息处理和量子模拟具有重要的实际意义。在这里,我们从理论上证明了利用铁磁-超导混合量子系统制备基于磁振子阻塞效应的单磁振子源的可行性。通过数值求解量子主方程,我们发现磁振子模的二阶关联函数主要依赖于量子比特-磁振子耦合强度和驱动失谐之间的关系,同时磁振子阻塞的特征只在相当严格的低温条件下出现.除了提供对磁振子量子现象的感知之外,对磁振子封锁效应的研究将有助于开发在量子水平上探索未被发现的磁振子特性的新技术,并可能在设计单磁振子发射器中找到应用。
2019-10-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dzyaloshinskii-Moriya Induced Topological Magnon-Phonon Hybridization in 2D Antiferromagnetic Insulators with Tunable Chern Numbers
本文从理论上研究了二维蜂窝晶格反铁磁体中的磁振子-声子混合激发(磁振子-极化子)。在声子镜像对称破缺的面内Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya interaction)下,我们发现在磁振子、光学声子带和声学声子带之间的反交叉环周围存在非平凡的Berry曲率,从而产生有限的Chern数.我们证明了磁振子-极化子带的陈数可以通过改变磁场方向或强度来操纵。我们评估了反映磁振子极化子的非平凡Berry曲率的霍尔热导率,并提出了一个谷霍尔效应作为可能的实验签名。我们的研究补充了以前的工作磁振子声子杂化系统没有光学声子,并提出了可能的应用自旋热电子学与拓扑磁振子和手征声子。
2021-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon confinement in an all-on-chip YIG cavity resonator using hybrid YIG/Py magnon barriers
该研究通过光刻定义全芯片YIG腔,利用YIG/Py双层结构束缚磁子,并借助自旋泵浦电压峰验证了共振模式,为控制相干磁子提供了新途径。
2023-10-06 cond-mat.mes-hall
Reconfigurable spin-wave platform based on interplay between nanodots and waveguide in hybrid magnonic crystal
提出由纳米点链与坡莫合金波导耦合构成的混合磁子晶体,通过研究单畴态与斯格明子态下的复杂自旋波谱,揭示了其可重构潜力及在磁子学和神经网络中的应用前景。
2024-10-16 cond-mat.mes-hall
Quantum interference induced magnon blockade and antibunching in a hybrid quantum system
本研究提出在混合铁磁体-超导系统中,利用量子干涉诱导磁子阻塞与反聚束,通过调节耦合比和失谐实现单磁子产生器件的构建。
2023-05-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Geometric assembly of topology in hybrid bosonic bands: magnon-phonon excitations in skyrmion crystals
College of Engineering and Technology, American University of the Middle East(中东美国大学工程与技术学院)
研究铁磁Skyrmion晶体中磁音混合带的拓扑特性,通过Dzyaloshinskii-Moriya相互作用耦合晶格振动,生成非平凡拓扑混合带。
2026-10-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnon Blockade with Skyrmion Qubit-Magnon Coupling in a Hybrid Quantum System
本文提出在YIG微磁体与斯格明子组成的混合系统中,通过弱探测和驱动实现磁振子阻塞,解析推导最优条件,显著增强反聚束效应,为高纯度单磁振子源提供全磁性平台。
2025-01-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnon, phonon and electron temperature profiles and the spin Seebeck effect in magnetic insulator/normal metal hybrid structures
我们计算的声子,电子和磁振子的温度分布在钇铁石榴石/铂双层扩散理论与适当的边界条件,特别是考虑到界面热阻。计算结果表明,在薄膜杂化材料中,界面磁热导定性地影响磁振子温度。基于公布的材料参数,我们评估的非平衡在钇铁石榴石/铂界面的程度。自旋Seebeck效应的大小来自这种方法比较好的纵向自旋Seebeck效应的实验结果。此外,我们解决的横向自旋塞贝克效应的温度分布。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall
Topological Magnon-Plasmon Hybrids
Aoyama Gakuin University(青山学院大学);Johannes Gutenberg University Mainz(约翰内斯·古腾堡美因茨大学);University of Münster(明斯特大学)
研究二维范德瓦尔层中磁声子耦合的带结构拓扑特性,揭示磁偶极耦合引发 Berry 曲率,导致杂化准粒子具有异常速度,产生热霍尔和自旋能斯特效应,提出磁性层支持天空之子晶体作为实现手性磁声子边态的平台。
2026-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnon-mediated spin current noise in ferromagnet$|$non-magnetic conductor hybrids
铁磁体(F)-磁振子中集体磁化动力学的量子激发使得自旋输运不需要相关的电荷电流。这种纯自旋电流可以转移到相邻的非磁性导体(N)中的电子。我们评估了在相干微波场驱动下,相邻F注入N的磁振子介导的自旋电流的有限温度噪声。我们发现,偶极相互作用导致压缩的磁振子模式给他们波矢相关的非整数自旋,这直接体现在散粒噪声。当温度高于磁振子能隙时,热噪声主要由大的波矢磁振子产生,其压缩可以忽略不计。噪声谱在温度最大值或磁振子能隙最大值附近为白色。在较大的频率下,噪声由真空波动主导。发现在较宽的温度范围内,散粒噪声比热噪声大得多,使得前者更容易通过实验测量。
2016-07-19 cond-mat.mes-hall
Topological Hybrids of Magnons and Magnon Bound Pairs
本文提出在无粒子数守恒的完全极化量子磁体中,单磁振子与磁振子束缚对杂化可产生拓扑能隙和混合自旋多极特征的手性边缘激发,揭示了纯量子力学起源的拓扑效应,为反常霍尔输运和新型计算范式提供新平台。
2022-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Normal-mode splitting in the coupled system of hybridized nuclear magnons and microwave photons
在弱铁磁MnCO $_3$系统中,低频集体自旋激发(磁振子)是核自旋和电子自旋通过超精细相互作用耦合的杂化振荡。通过使用开口环共振器,我们进行了MnCO $_3$系统的透射光谱测量,并观察到,第一次,避免杂交的核电子磁振子模式和共振器模式之间的NMR频率范围内的交叉。由于$^{55}$ Mn的自旋密度大,导致劈裂强度很大,且磁振子-光子耦合参数$C=0.2$接近强耦合条件.结果揭示了一类新的自旋系统,在这类系统中,核自旋与光子之间的耦合是通过电子自旋通过超精细相互作用来实现的,并且在这类系统中可以观察到杂化核磁振子模和共振模的相似的简正模分裂.
2015-04-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Temperature dependence of the magnon-phonon interaction in high overtone bulk acoustic resonator-ferromagnetic thin film hybrids
本研究通过变温铁磁共振实验,探究了Co25Fe75薄膜与蓝宝石体声波谐振器中磁振子-声子耦合强度及阻尼率,证实低温下协同性达C≈1,并展示了其在应变传感中的应用潜力。
2023-11-28 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
Magnon-Magnon Interaction Induced by Dynamic Coupling in a Hybrid Magnonic Crystal
University of Delaware(特拉华大学);CNR-Istituto Officina dei Materiali (IOM)(意大利国家研究委员会材料研究所)
研究通过实验和数值方法探讨了混合磁子晶体中自旋波动力学,揭示了层间偶极耦合对磁化动力学的关键作用,并发现CoFeB与NiFe的磁饱和差异增强了耦合,导致谱中出现三重峰。
2025-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Polaromechanics: cavity-magnon polaritons strongly coupled to phonons
本文提出一种新颖的极化力学混合系统,实现了极化激元与声子的三重强耦合,利用相干完美吸收将极化力学协同度提升至9.4×10^3,为多功能混合量子系统的构建和相干量子控制铺平了道路。
2025-05-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Phase-resolved electrical detection of coherently coupled magnonic devices
我们演示了在钇铁石榴石/坡莫合金(YIG/Py)薄膜双层器件中的磁振子-磁振子混合动力学的电学探测。通过导电Py层的直接微波电流注入激发由Py的均匀模式和YIG的第一自旋驻波($n=1$)模式组成的混合动力学,它们通过界面交换耦合。这两种混合模式,与Py或YIG为主的激励,可以通过自旋整流信号从导电Py层检测,提供耦合动力学的相位分辨率。的相位特性也适用于一个非局部激发的Py设备,揭示了由于垂直奥斯特场的额外的相移。我们的研究结果为探索混合磁振子动力学及其相位提供了一个器件平台,这对于实现磁振子激发的相干信息处理至关重要
2021-05-24 cond-mat.mes-hall
Magnon and photon blockade in a hybrid antiferromagnet-cavity quantum system
研究了反铁磁绝缘体与腔耦合系统中的磁振子和光子阻塞,发现亮暗模行为不同,调节相互作用或施加磁场可优化阻塞效率,为量子信息技术提供单态生成途径。
2025-09-17 cond-mat.mes-hall
Tunable magnonic crystal in a hybrid superconductor--ferrimagnet nanostructure
本研究提出一种可调谐磁振子系统新方案,通过超导条带的周期性杂散场在均匀磁层中诱导磁振子晶体,可借助小外场、调控超导条带参数调节自旋波谱,半解析结果经有限元法验证,为磁振子器件调控提供新途径。
2024-11-01 cond-mat.mes-hall
Magnon polaritons in a van der Waals ferromagnet coupled to a superconducting resonator
Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology(代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所)
研究在二维范德瓦耳斯铁磁体中实现磁极子与光子杂化,通过低阻抗超导谐振腔设计观察到六种设备中可重复的避让交叉,揭示了厚度与耦合强度的平方根关系,表明单层极限下的杂化可能实现。
2026-05-12 cond-mat.mes-hall
Time-Domain Two-Magnon Interference Enabled by a Tunable Beamsplitter
Oakland University(奥克兰大学)
本文通过可调分束器实现时域双磁子干涉,产生可调相位灵敏度的纠缠磁子态,为量子计量和磁子量子计算提供新方法。
2026-02-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strong coupling between antiferromagnetic magnons and spoof surface plasmons
Institute for Advanced Study in Physics, Zhejiang University(浙江大学高等研究院);Center for Advanced Quantum Studies and School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University(北京师范大学量子前沿研究中心与物理学院)
本文提出一种平面异质结构,通过解析求解耦合方程预测反铁磁磁振子与类表面等离激元在太赫兹波段存在强耦合,为相关杂化系统提供了片上集成的可行平台。
2026-08-13 cond-mat.mes-hall
Magnon-Cooparons in magnet-superconductor hybrids
本文提出磁体-超导体异质结中非零波数磁振子会诱导自旋极化三重态库珀对云,形成名为magnon-cooparon的复合准粒子,并证明其可用于实现可控磁振子定向耦合器。
2023-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnon-polaron control in a surface magnetoacoustic wave resonator
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau(莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道校区);University of Oxford(牛津大学);Japan Atomic Energy Agency(日本原子能机构)
研究通过磁铁方向调控实现声子与磁极子的混合,展示低损耗磁极子腔体,首次观测到耦合声波-自旋波系统中的Rabi振荡。
2025-06-11 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Tripartite Coupling of Trapped Electrons with Magnons in a Hybrid Quantum System
School of Physics, Xi’an Jiaotong University(西安交通大学物理学院)
研究提出在混合量子系统中通过受限电子与磁子的非线性三元耦合实现量子模拟与信息处理,利用电子的电荷和自旋自由度与磁子模式相互作用,实现可调强的自旋-磁子-运动耦合,用于制备少体纠缠态。
2026-05-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Curvature-induced parity loss and hybridization of magnons: Exploring the connection of flat and tubular magnetic shells
本文通过数值研究矩形波导卷曲成管状过程中磁振子谱的演化,揭示曲率诱导的宇称丧失源于交换作用的手性贡献,并导致原本正交的模式发生杂化,为曲线磁化动力学提供了新的理论见解。
2024-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cryogenic hybrid magnonic circuits based on spalled YIG thin films
本研究通过剥离技术将 YIG 薄膜与 GGG 衬底分离,解决了低温微波损耗问题,并构建了超导谐振器与剥离 YIG 薄膜的混合器件,实现了磁子与微波光子的强耦合,为集成磁子器件和相干信息处理提供了新途径。
2024-12-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum engineering with hybrid magnonics systems and materials
量子技术在过去的二十年里取得了巨大的进步,在材料工程,电路设计和动态操作方面取得了显着的进步。特别是,不同量子模块的集成受益于混合量子系统,这为利用互补量子系统的不同自然优势和设计新功能提供了重要途径。这篇评论的重点是目前的前沿利用磁激子或磁振子的新的量子功能。磁振子是磁有序固态材料的基本激发,并提供与各种量子模块相互作用的巨大可调谐性和灵活性,以集成在不同的量子系统中。伴随而来的丰富多样的物理和材料选择,使新的量子现象在材料科学和工程的探索。此外,产生强耦合和与其他激发形成混合动力系统的相对容易性使得混合磁振子成为量子工程的独特平台。我们从基于电路的混合磁振子系统开始讨论,该系统与微波光子和声学声子耦合。随后,我们将重点介绍受限磁系统中磁振子-磁振子耦合的最新进展。接下来,我们强调了理解磁振子和氮空位中心之间的相互作用的新机会,用于量子传感和实现量子互连。最后,我们着重于新型量子材料的自旋激发和磁振子谱的研究与先进的光学表征。
2021-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Interplay between magnetism and superconductivity in a hybrid magnon-photon bilayer system
该研究针对YIG薄膜与YBCO超导谐振器构成的双层系统,通过微波透射谱探究磁振子-光子极化激元的温度演化,揭示了磁性与超导性相互作用的机制,明确简正模劈裂及频移的温度依赖性源于YBCO的穿透深度。
2024-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin pumping driven by magnon-polaritons in a ferromagnet-coplanar superconducting resonator hybrid system
该研究在1.4 K的铁磁体–共面超导谐振器杂化系统中,利用逆自旋霍尔效应电学探测磁振子–光子强耦合驱动的自旋泵浦,并揭示耦合强度随微波功率增强而降低及超导谐振器的阈值非线性。
2025-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Tunable Strong Magnon-Magnon Coupling in Two-Dimensional Array of Diamond Shaped Ferromagnetic Nanodots
在过去的几年里,混合磁振子与不同量子粒子之间的耦合已经被广泛研究,包括量子电动力学在内的各种兴趣。在这样的系统中,利用具有高自旋密度的磁性材料中的磁振子,其中耦合强度通过自旋数量的平方根共同增强,以克服各个自旋与微波场之间的较弱耦合。然而,在受限的纳米磁体中实现强磁振子-磁振子耦合对于这种混合系统的片上集成是必不可少的。在这里,通过深入研究不同的磁振子模式之间的相互作用,在Ni 80 Fe 20(Py)纳米点阵列,我们表明,模间耦合可以接近强耦合制度,耦合强度高达0.82 GHz,协同系数为2.51。微磁学模拟表明,模间耦合是由每个纳米点内部的交换场介导的。耦合强度可以通过改变偏置场的强度和方向来连续调节,从而为混合磁振子系统的外部控制开辟了途径。这些发现可以极大地丰富快速发展的量子磁振子领域。
2023-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Phonon Lifetimes and Magnon-Phonon Coupling in YIG/GGG Hybrid Magnonic Systems in the Diffraction Limited Regime
本研究建立了一种建模方法,用于设计YIG/GGG混合磁振子HBAR结构,以实现高密度、长寿命量子存储器,并发现共焦结构可显著提升集成密度。
2023-11-29 cond-mat.mes-hall
Nonlinear magnon control of atomic spin defects in scalable quantum devices
量子工程的持续努力最近集中在将磁振子集成到混合量子架构中以实现新功能。虽然混合磁振子-量子自旋系统已经在金刚石中的氮空位(NV)中心得到了证明,但它们在技术上有前途的碳化硅(SiC)平台上仍然难以捉摸,主要是由于难以找到磁振子系统和自旋中心之间的共振重叠。在这里,我们规避这一挑战,利用非线性磁振子散射过程中的磁涡旋访问磁振子模式,重叠的频率与硅空位($\textrm{V}_{\mathrm{Si}}$)在SiC的自旋跃迁。我们的研究结果提供了一种开发混合系统的途径,该混合系统受益于将磁振子的丰富非线性动力学与SiC的有利特性相结合,以用于可扩展的量子技术。
2022-08-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent and dissipative coupling of multiple photon-magnon hybrids in a chiral microwave resonator
University College London(伦敦大学学院);London Centre for Nanotechnology, University College London(伦敦大学学院纳米技术伦敦中心);IMT Atlantique(大西洋高等矿业电信学院);Tohoku University(东北大学)
该研究在手性微波谐振器中通过调控YIG球位置与直流磁场取向调节J/Γ比值,实现光子-磁振子杂化模式的相干与耗散耦合切换,获得强非互易性及28.6dB隔离度,为可重构片上隔离器提供了新方法。
2026-10-15 cond-mat.mes-hall
Deeply nonlinear magnon-photon hybrid excitation
University of Delaware(特拉华大学);Laboratory for Physical Sciences(物理科学实验室)
该研究揭示了磁子-光子耦合系统中非线性行为的边界,并展示了非线性磁子学在频率转换和开关等应用中的潜力。
2026-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Broken intrinsic symmetry induced magnon-magnon coupling in synthetic ferrimagnets
University of Delaware(特拉华大学);Wayne State University(韦恩州立大学)
研究通过合成铁磁体中磁子的混合行为,揭示了被破坏的内在对称性如何诱导磁子-磁子耦合,并通过调节非磁性层厚度控制耦合强度。
2026-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Hybridizing ferromagnetic magnons and microwave photons in the quantum limit
我们证明了大的正常模式之间的静磁模式(基特尔模式)在铁磁球的钇铁石榴石和微波腔模式分裂。强耦合是在热或外部激发的磁振子和光子的平均数小于1的量子区域中实现的。我们还证实了耦合强度与自旋数的平方根成正比。一个非单调的温度依赖性的Kittel模式线宽观察到低于1 K,并归因于耗散由于与浴的两级系统的耦合。
2014-10-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnon-phonon interaction induced electromagnetic wave radiation in the strong coupling region
从理论上研究了强磁振子-声子相互作用系统中声声子驱动磁振子的电磁波辐射。我们评估了辐射强度谱的场依赖性,它表现出避免交叉,强耦合系统的一个特性。在磁振子和声子本征态杂化的交叉处,我们证明了两个圆极化的共振辐射频率的存在和天线辐射效率的提高超过100倍。我们的研究结果开辟了可能性,开发超紧凑的天线,通过使用杂化磁振子声子模式。
2022-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Simulation of the Fermion-Boson Composite Quasi-Particles with a Driven Qubit-Magnon Hybrid Quantum System
实验证明了小尺寸钇铁石榴石(YIG)球中的铁磁振子与超导量子比特的驱动场诱导修饰态之间的强耦合,从而导致超导量子比特的双重修饰. YIG球和超导量子比特嵌入微波腔中,它们之间的有效耦合由虚腔光子介导。理论结果与实验结果在驱动场功率共振作用于超导量子比特的宽范围内吻合得很好,并揭示了驱动量子比特-磁振子混合量子系统可以用来模拟耦合到玻色子模的粒子-空穴对称对.该混合量子系统为费米子和玻色子组成的复合准粒子的量子模拟提供了一个新的平台。
2019-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph