Magnonic band gap design by the edge modulation of micro-sized waveguides
通过数值模拟研究了通过改变磁振子晶体（MC）的几何形状来控制其自旋波带隙数的可能性。磁振子晶体由具有周期性可变宽度的微尺寸平面铁磁波导表示。通过选择阶梯状或正弦变化的宽度，磁振子晶体分别显示多个或单个带隙。这允许在具有期望特性的基于MC的微波滤波器和移相器的设计中的附加自由度。在空间域和频率域中研究了磁振子晶体的带隙，探索了磁振子晶体内部自旋波谱与探测位置的关系。
2012-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
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
Magnonic band gaps in waveguides with a periodic variation of the saturation magnetization
我们提出了一个磁振子晶体实现为坡莫合金自旋波波导与其饱和磁化强度的空间周期性变化的自旋波传播的微磁学分析。在自旋波透射谱中清楚地观察到频率带隙，并且它们的起源可以追溯到基本和高阶自旋波宽度模式的单个带隙的重叠。控制的深度，宽度和位置的频率和空间的抑制带隙的宽度区域与减少磁化和调制水平，在这项研究中进行了讨论。
2013-05-28 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
Skyrmion Tubes as Magnonic Waveguides
各种最新的实验已经证明了理论预测，即平面磁结构中的畴壁可以作为出色的磁振子波导来引导自旋波，为构建磁振子器件建立了极好的平台。近年来，三维纳米磁性得到了迅速的发展，成为磁学的一个重要分支，因为三维磁性结构揭示了隐藏在平面磁性结构背后的许多新物理现象，必将为器件工程提供更广阔的空间。Skyrmions和antiSkyrmions，作为自然的三维磁配置，尚未考虑在自旋波沟道和转向的背景下。在这里，我们表明，skyrmion管可以作为非平面磁振子波导，如果适当的激发。磁性纳米棱镜中的隔离skyrmion管诱导自旋波的空间分离的内部和边缘通道;与边缘通道相比，内部通道具有更窄的能隙，因此可以以更低的频率传输信号。此外，我们验证了这些自旋波光束沿磁性纳米棱镜被限制在势阱的区域。自旋波信号在这种波导中的传输是由Skyrmion的局部驱动本征模的相干传播引起的，即，呼吸和旋转模式。最后，我们发现沿着内部通道的自旋波比沿着边缘通道的自旋波更不易受磁场的影响。我们的工作将为自旋波操纵开辟一个新的舞台，并帮助弥合skyrmionics和magnonics。
2019-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
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
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
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 Crystal with Two-Dimensional Periodicity as a Waveguide for Spin Waves
我们描述了一个简单的方法，包括在自旋波能带结构的周期性铁磁复合材料的耗散，通过求解的Landau-Lifshitz方程的磁化与吉尔伯特阻尼项。我们使用这种方法来计算的能带结构的正方形和三角形阵列的Ni纳米圆柱嵌入在Fe主机。结果表明，在布里渊区存在某些带和特殊的方向，在这些带中自旋波寿命比其平均值增加一个数量级以上。因此，对于${\bf k}$空间中的某些频率和方向，在这种复合物中产生自旋波衰减特别慢，并且传播特别长的距离是可能的。
2010-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin wave dispersion and intensity correlation in width-modulated nanowire arrays: A Brillouin light scattering study
利用布里渊光散射光谱和动力学矩阵方法，我们研究了周期性双面宽度调制的坡莫合金纳米线密集阵列中的集体自旋波。宽度调制通过在两个平行纳米线侧面上产生一系列三角形凹口来实现，其中周期性为p=1000 nm，并且在两个横向侧面上的凹口序列的相对位移（D）可调。研究了对称（D=0）和非对称（D= 250和500 nm）宽度调制纳米线。我们发现，所检测到的模式具有布洛赫型的字符，属于一个双重来源于分裂的模式特性的纳米线具有均匀的宽度。有趣的是，磁振子带的振幅、偶极子的频率差以及它们的相对散射强度可以通过增加D而不是具有单面或对称（D=0）双面宽度调制来有效地控制。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall
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
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
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
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
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
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
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
Spin wave propagation in a ring-shaped magnonic waveguide
Tohoku University（东北大学）
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 excitation and propagation in microstructured waveguides of yttrium iron garnet (YIG)/Pt bilayers
我们提出了一个实验研究的自旋波的激发和传播的微结构波导图案从100 nm厚的钇铁石榴石（YIG）/铂（Pt）双层。的自旋波的寿命被发现是超过一个数量级高于在金属结构的大小，尽管事实上，铂帽增强吉尔伯特阻尼。利用微焦点布里渊散射光谱，我们揭示了不同激发频率下的自旋波模式结构。观察到自旋波振幅衰减长度为31 μm，这是向低阻尼、绝缘体基微磁振子迈出的重要一步。
2013-11-25 cond-mat.mes-hall
Resonant generation of propagating second-harmonic spin waves in nano-waveguides
本文实验证明在低阻尼磁性绝缘体纳米自旋波波导中，通过组合不同模式可实现相位匹配的传播型二次谐波自旋波共振产生及可控能量转移。
2024-02-29 cond-mat.mes-hall
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
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
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
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
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
Observation of band narrowing and mode conversion in two-dimensional binary magnonic crystal
我们介绍了一种新型的二元磁振子晶体，其中两种不同尺寸的Ni $_{80}$ Fe $_{20}$纳米点对角连接形成一个单元，并且这些单元排列在正方形晶格中。利用时间分辨磁光克尔效应显微镜测量了样品的磁化动力学，改变了偏置磁场的大小和面内取向（$ϕ$）。有趣的是，在$ϕ=0^{\circ}$中，自旋波模式分布显示出阵列内自旋波功率的频率选择性空间定位。随着$ϕ$在$0^{\circ}<ϕ\leq 45^{\circ}$范围内的变化，我们观察到由于局域到扩展自旋波模式转换而导致的能带变窄。在进一步增加$ϕ$时，自旋波模式慢慢失去扩展性质，并在90 $^{\circ}$再次完全局域化。我们已经广泛地证明了静磁杂散场分布的旋转对称性获得的自旋波模式的作用。从微磁学模拟，我们发现，纳米点之间的偶极交换耦合导致显着修改的自旋波模式配置文件相比，个别的小和大的点的阵列。数值计算表明，纳米点之间的物理连接提供了更多的控制点，在不同的偏置磁场取向的自旋波在晶格中的传播。这种新型的二元磁振子晶体在磁振子器件如自旋波波导、滤波器、耦合器和其它片上微波通信器件中有潜在的应用。
2019-01-27 cond-mat.mes-hall
Parametric generation of propagating spin-waves in ultra thin yttrium iron garnet waveguides
本文实验演示了超薄钇铁石榴石波导中自旋波的参量产生，结合布里渊光散射、微磁模拟与解析计算，证明辐射损耗决定参量不稳定性阈值，为集成磁子学发展奠定基础。
2020-02-14 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
Resonant subwavelength control of the phase of spin waves reflected from a ferromagnetic film edge
使用频域有限元计算与微磁模拟交叉检查，我们证明了从坡莫合金膜和双层之间的界面反射的自旋波的相位可以通过改变双层的尺寸来控制。将坡莫合金膜和铁磁条构成的双层膜作为多模波导的一部分，我们发现其中一种模式的自旋波Fabry-Perot共振是反射波相位对条纹宽度和条纹-膜分离的高灵敏度的原因。因此，该系统是基于双模谐振器的完全磁振Gires-Tournois干涉仪的独特实现，该双模谐振器可以被视为元表面的磁振对应物，因为它能够在亚波长距离处操纵自旋波的相位。从这些计算中获得的知识可以用来设计磁振子装置，如平面透镜或磁粒子探测器。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall
Laser-induced magnonic band gap formation and control in YIG/GaAs heterostructure
我们演示了激光诱导控制自旋波（SW）输运的磁振子晶体（MC）波导中形成的半导体板放置在铁氧体薄膜。我们认为双层MC与周期性的凹槽上进行的n型砷化镓板侧的钇铁石榴石膜取向的顶部。为了观察在激光辐照下产生的磁振子能隙，利用微波光谱和布里渊光散射对所制备的结构进行了研究。我们对这种结构进行了详细的数值研究。结果表明，GaAs中磁振子能隙（频率宽度和位置）的光学控制与载流子浓度的变化有关。我们将这些归因于SW传输的分层结构中的非互易性。由于光生载流子对慢波产生的电磁场的屏蔽作用，GaAs平板在激光照射下产生了非互易性。我们表明，SW色散，非互易性，和磁振子带隙的位置和宽度的铁氧体半导体磁振子晶体可以修改在一个可控的方式通过激光辐射。我们的研究结果显示了在YIG/GaAs结构基础上实现磁电子学和半导体电子学集成的可能性。
2023-02-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
On the Possibility of Reversible Magnonic Logic Gates
我们提出并发展了磁振子逻辑门的概念，使可逆计算。门由无源元件组成：波导，交叉结和移相器。逻辑0和1被编码在传播的自旋波包（0或π）的相对相位中。这些门包含每个数据包从输入传播到输出的几个可能轨迹。自旋波包在可能的轨道中的重定向是由于磁交叉结中的干涉。同相到达交叉结的两个波包通过交叉结传播而没有反射。两个不同相的数据包到达结点时会被完全反射回来。通过数值模拟说明了交叉路口的操作。我们估计在拟议的电路中的功耗和级联这样的磁性器件在大型电路的可行性。所提出的门可能提供一个路由到磁可逆逻辑电路与功耗小于kT每操作。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exciting high-frequency short-wavelength spin waves using high harmonics of a magnonic cavity mode
本研究通过微磁模拟，利用CPW微波磁场泵浦磁子晶体腔中的受限自旋波，发现超过特定阈值后可产生高频短波长的高次谐波，为高频磁子学发展提供了可行方案。
2023-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spatiotemporal imaging of microwave magnetic fields via magnonic coherent splitting
State Key Laboratory of Infrared Physics, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室）；School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University（上海科技大学物理科学与技术学院）；School of Physics, Shandong University（山东大学物理学院）
本研究提出基于磁振子相干劈裂的微波磁场时空成像方法，实现无光学、室温下高灵敏（58 pT/√Hz）及130纳秒响应的场分布重建，并验证了其在器件故障检测中的应用。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall
Nonlinear emission of spin-wave caustics from an edge mode of a micro-structured Co2Mn0.6Fe0.4Si waveguide
具有极低吉尔伯特阻尼的磁性赫斯勒材料有望显示出新颖的磁子输运现象。我们报告的高次谐波的非线性产生导致的焦散自旋波光束的发射在低阻尼，微结构的Co2Mn0.6Fe0.4Si Heusler波导。高次谐波产生的源是由自旋波波导边缘处的强非均匀场分布形成的局域边缘模。根据磁性薄膜中自旋波的各向异性色散，通过解析计算，描述了在两倍和三倍激发频率下观察到的传播焦散波的辐射特性。
2012-12-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
