Extreme Terahertz Magnon Multiplication Induced by Resonant Magnetic Pulse Pairs
本研究利用相位和振幅可控的共振THz磁脉冲对，在反铁磁正交铁氧体中实现七阶自旋波混频与六次谐波磁振子产生，并通过多维相干光谱揭示其各向异性与量子涨落机制。
2024-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The terahertz frontier for ultrafast coherent magnetic switching: Terahertz-induced demagnetization in ferromagnets
非热相干磁旋进与超快退磁之间的跃迁频率可以说是当今磁学科学和技术中最需要解决的问题。到目前为止，它被认为是在太赫兹（THz）范围内。在这里，使用一个超强的低频太赫兹子弹，和薄的磁性层，我们报告的实验证据表明，完全相干的非热太赫兹磁开关可能永远无法达到传统的铁磁薄膜。在高激发强度下，虽然自旋仍然与THz磁场相干地旋进，但沉积的THz能量引发超快退磁并最终导致材料损伤。这一系列现象是同时发生的。报告的实验设定了根本性的限制，并对电子和磁系统之间的耦合以及超快时间尺度上相关的结构动力学提出了质疑。
2015-06-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nonlinear Phononic Control and Emergent Magnetism in Mott Insulating Titanates
结构驱动磁有序的光学控制为磁光太赫兹器件提供了一个平台。我们控制磁相位的$d^1$莫特绝缘钛酸盐使用非线性声子瞬态扰动原子结构的基础上密度泛函理论（DFT）模拟和解决方案的晶格哈密顿量，包括非线性多模相互作用。我们表明，磁性调谐的拉曼活性声子模式的间接激发，这会影响振幅的TiO $_6$八面体旋转耦合到静态Ti-O Jahn-Teller扭曲，通过红外线活性声子模式的LaTiO $_3$和YTiO $_3$。模式激励减小旋转角，驱动从铁磁（FM）到$A$型反铁磁（AFM）的磁相变，并且最终到$G$型AFM状态。这种新的$A$ -AFM状态产生于交换相互作用的变化，并且在体平衡相图中不存在，但它在多模激发下作为动态可访问的光诱导状态出现。我们的工作表明，非线性声子耦合能够稳定静态化学压力或外延应变无法达到的相位。
2017-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-optical effects of an artificially-layered ferromagnetic topological insulator with T$_C$ of 160 K
本文研究了居里温度达160 K的掺Cr拓扑绝缘体CBST异质结构，通过近红外磁光克尔效应和时域太赫兹偏振测量揭示了其铁磁有序及太赫兹法拉第旋转和克尔旋转，为高温量子反常霍尔效应提供了新途径。
2024-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Terahertz field-driven magnon upconversion in an antiferromagnet
本文发现强太赫兹场可通过中间磁共振驱动倾斜反铁磁体中磁振子的上转换，并利用二维太赫兹偏振测量揭示其单向耦合本质，为超快磁操控开辟新途径。
2023-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Negative thermal expansion, lattice dynamics, and complex magnetism in TbFeO$_3$
Indian Institute of Technology Delhi（印度理工学院德里分校）；Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学培养协会）
本研究通过多种实验手段探究TbFeO$_3$，发现其存在负热膨胀、自旋-声子耦合等现象，揭示该体系晶格动力学、自旋关联与磁-晶格异常间的显著相互作用。
2026-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Femtosecond formation dynamics of the spin Seebeck effect revealed by terahertz spectroscopy
理解自旋角动量的转移是现代磁学研究的基本内容。一个典型的例子是通过加热相邻的金属膜在磁性绝缘体中产生磁振子。在这里，我们揭示了这种自旋塞贝克效应的初始步骤与<27 fs的时间分辨率使用太赫兹光谱双层铁磁钇铁石榴石和铂。当用红外激光脉冲激发金属时，在与金属电子热化相同的~ 100 fs时间尺度上产生自旋塞贝克电流$j_\textrm{s}$。这一观察结果突出表明，有效的自旋转移严重依赖于载流子倍增，并由金属-绝缘体界面散射的传导电子驱动。分析模型表明，电子的动力学几乎是瞬间印在$j_\textrm{s}$上的，因为它们的自旋只有~4fs的相关时间，并且没有惯性地偏转亚铁磁矩。在材料表征，界面探测，自旋噪声光谱和太赫兹自旋泵的应用出现。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
THz-frequency cavity magnon-phonon-polaritons in the strong coupling regime
我们证明了磁振子和声子对太赫兹（THz）频率电磁波的强耦合作用局限于光子晶体（PhC）腔中。我们的腔体由一个二维阵列的空气孔切割成一个混合板的铁电锂铌酸盐（LiNbO $_3$）和铒正铁氧体（ErFeO $_3$），倾斜的反铁磁晶体。LiNbO $_3$中的声子和ErFeO $_3$中的磁振子分别与受限电磁波的电场和磁场分量强耦合。这导致形成新的腔磁振子声子极化激元模式，我们实验观察到的正常模式分裂的频谱和避免交叉的温度-频率图。该腔还具有模式体积$V=3.4\times10^{-3}λ^3\simeq0.5(λ/n)^3$ $μ$ m $^3$，并且可以实现高达1000的Q因子。这些因素促进了太赫兹腔自旋电子学和量子电动力学领域的研究。
2017-07-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Quantized Magneto-Terahertz Effects in the Antiferromagnetic Topological Insulator MnBi$_2$Te$_4$ Thin Films
本文利用太赫兹法拉第与克尔旋转光谱研究分子束外延生长的 MnBi$_2$Te$_4$ 薄膜，观测三种磁态，并在无栅压的 6 SL、7 SL 样品中发现 6 T 以下的量子化霍尔态。
2025-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz Control of Linear and Nonlinear Magno-Phononics
本研究利用 FePS3 中磁振子与拉曼活性声子的强耦合，通过强太赫兹脉冲实现磁振子极化子的线性与二次激发，并揭示场强、偏振及通道干涉对相干振荡和 C2 对称性的调控。
2024-09-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Multi-Center Magnon Excitations Open the Entire Brillouin Zone to Terahertz Magnetometry of Quantum Magnets
由于小的光子动量，光学光谱通常只探测布里渊区中心的磁激发;然而，有方法可以克服这一限制。在扭曲的可果美量子磁体Y-钾镁矾的情况下，Y $_3$ Cu $_9$（OH）$_{19}$ Cl $_8$，在这里仔细研究，可以通过三中心磁振子激发在整个布里渊区获得磁振子态密度。这种机制是由三个不同的磁子晶格和强的短程关联在扭曲的戈薇晶格的帮助。太赫兹时域实验结果与线性自旋波理论吻合得非常好。放松传统的光子带心约束为探测物质磁性提供了一个新的视角。
2022-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Femtosecond control of electric currents at the interfaces of metallic ferromagnetic heterostructures
在电子设备的操作中不仅利用电子的电荷而且利用电子的自旋的想法导致了自旋电子学的发展，引起了信息存储和处理方式的革命。一个新的进展将是利用飞秒激光脉冲发展超快自旋电子学。采用太赫兹（10 $^{12}$ Hz）发射光谱，我们证明了在飞秒时间尺度的金属铁磁异质结构的界面处的自旋极化电流的光产生。光电流的方向由圆偏振光的螺旋度控制。这些结果为在前所未有的太赫兹领域实现自旋电子学开辟了新的机会，并为磁的全光控制提供了新的见解。
2015-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz field-induced metastable magnetization near criticality in FePS3
利用太赫兹脉冲在FePS3中诱导出寿命超过2.5毫秒的亚稳态磁化，温度接近反铁磁转变点时更稳定，通过声子调制交换耦合实现，为寻找隐藏量子态提供新途径。
2025-07-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.optics
Manipulating ferroelectric topological polar structures with twisted light
本研究在准二维 CsBiNb2O7 中利用携带 OAM 的紫外扭曲光共振激发声子模，结合成像、光谱与 DFT 实现可逆拓扑极化调控。
2024-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ultrafast pseudomagnetic fields from electron-nuclear quantum geometry
针对圆偏振声子难以向电子高效转移角动量的问题，提出基于电子-核量子几何的耦合机制，并通过 SrTiO$_3$ 第一性原理模拟证明其可产生达 50 meV 的瞬态轨道分裂。
2024-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large effective magnetic fields from chiral phonons in rare-earth halides
本文发现圆偏振太赫兹脉冲驱动的相干手性声子可在CeF3中产生约1特斯拉的等效磁场并极化顺磁自旋，为研究模式特异性自旋-声子耦合及超快磁调控提供了新途径。
2023-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent photovoltage in graphene/MoS2-based field-effect transistors
本研究基于石墨烯/MoS2场效应晶体管，在吉赫兹频段发现与栅压无关的自旋相关光电压下降信号，揭示了自旋翻转跃迁不受MoS2层影响的特性，为探索二维量子材料的自旋相关机制提供了新路径。
2025-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Quantifying angular momentum of coherently driven circular phonons
Paul Scherrer Institute（保罗谢勒研究所）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；National Cheng Kung University（国立成功大学）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马克斯·普朗克固体结构和动力学研究所）
利用超快X射线衍射测量太赫兹圆偏振光驱动的SrTiO3中离子轨迹，发现氧离子贡献约90%的声子角动量，解释了诱导磁性的机制，并首次定量测量了圆离子运动及其角动量。
2026-08-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Sub-cycle field-driven dynamical Berry phase in solids
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Peking University（北京大学）；Max-Born-Institut（马克斯·玻恩研究所）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Shanxi University（山西大学）；Ca’ Foscari University of Venice（威尼斯卡福斯卡里大学）
通过强太赫兹场瞬态打破MgO的反演对称性，利用高次谐波光谱直接解析动力学贝里相位的实部和虚部，实现对固体拓扑性质的操控。
2026-06-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Light Quantum Control of Persisting Higgs Modes in Iron-Based Superconductors
希格斯机制，即，量子真空的自发对称性破缺是一个跨学科的原理，普遍适用于理解暗能量、反物质和量子材料，从超导到磁性。然而，单带超导体（SC）中的希格斯模式目前正处于争论之中，因为它们与电荷密度波动竞争。一个独特的希格斯模式，可控制的太赫兹（THz）激光脉冲，可以出现在多波段，非常规的SC通过强{ \em带间}库仑相互作用，但尚未访问。在这里，我们发现并证明了铁基高温超导体中这种集体模的量子控制。使用双脉冲，相位相干太赫兹光谱，我们观察到一个可调谐的和相干的2 $Δ_{\mathrm{SC}}$振幅振荡的复杂序参量在这样的SC与耦合的上下带。振幅模式振荡对太赫兹驱动场的非线性依赖性与任何单波段和常规SC结果不同：我们观察到共振强度的大的非线性变化，但具有持续的模式频率。我们认为，这一结果提供了令人信服的证据，通过强带间相干相互作用的电子和空穴振幅模式之间的瞬态耦合。为了支持这种情况下，我们进行量子动力学建模的混合希格斯机制没有调用额外的混乱或声子。除了区分集体模式和电荷波动之外，多带SC的光量子控制还可以扩展到探测和操纵不同量子材料中的多体纠缠和隐藏的对称性。
2020-11-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultrafast demagnetization in ferromagnetic materials: Origins and progress
本文综述了铁磁材料超快退磁的起源与进展，涵盖七种模型及四种起源的物理过程，并展望了阿秒技术和反铁磁材料在超高频自旋电子学中的应用前景。
2024-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other hep-ex
