Strong spin-magnon coupling in a van der Waals magnet with tunable chiral symmetry
针对量子技术中固态玻色子与量子比特相干耦合的挑战，本文以[Gd(W₅O₁₈)₂]⁹⁻为自旋系综、CrSBr为磁振子谐振器，实现分子自旋量子比特与范德华反铁磁绝缘体磁振子间强且可调的耦合，首次实现磁振子量子电动力学，为可扩展手征量子光学提供平台。
2025-08-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent control of Floquet-engineered magnon frequency combs
本文针对磁振子频率梳的相干控制问题，提出利用纳秒电压脉冲调节脉冲参数控制磁振子与涡旋核的非线性能量转移，实现Floquet工程化磁振子频率梳的启动或抑制，确立了涡旋磁系统作为Floquet工程平台的潜力。
2025-11-19 cond-mat.mes-hall
Optomagnonics in dispersive media: magnon-photon coupling enhancement at the epsilon-near-zero frequency
在固态系统中达到强的光-物质耦合一直是可扩展量子器件的实现所追求的。在这里，我们提出了一个平台的概念，该平台能够实现磁激发（磁振子）和基于ε-近零介质的光学之间的强耦合，即介电常数接近于零的介质。采用唯象方法研究了色散磁介质中的电磁场，得到了描述光子与磁振子相互作用和频率相关耦合的哈密顿量。我们预测，在ε-近零制度，单磁振子光子光磁耦合可以媲美均匀磁振子的频率为小的磁体积。对于现有技术的说明性值，这将对应于实现单磁振子强耦合状态，其中耦合速率大于所有衰变速率。最后，我们表明，这种耦合机制所固有的非线性能谱可以通过光子功率谱中特征的多个磁振子边带来探测。
2021-11-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid quantum systems based on magnonics
在过去的十年中，工程量子系统为通信、计算和传感提供了新的能力。受益于结合不同和互补的物理量子系统的架构已经成为开发量子技术的有前途的平台。一类新的混合量子系统的基础上集体自旋激发铁磁材料导致了不同的实验平台，这是概述在这篇评论文章。微波腔模和集体自旋波模之间的相干相互作用是发展更复杂的混合量子系统的基础。实际上，自旋波模式的激发量子（称为磁振子）也可以分别在腔光磁学、腔磁力学和量子磁力学领域中与光子、声子和超导量子比特相干相互作用。值得注意的是，量子磁为在磁有序固态系统中进行量子光学实验提供了一个有前途的平台。简要介绍了基于磁振子的混合量子系统在量子信息处理和量子传感中的应用。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Opportunities for long-range magnon-mediated entanglement of spin qubits via on- and off-resonant coupling
操纵多个空间分离的量子比特之间的纠缠的能力对于量子信息处理是必不可少的。虽然金刚石中的氮空位（NV）中心提供了一个有前途的量子位平台，但开发可扩展的双量子位门仍然是一个众所周知的挑战。为此，磁振子介导的纠缠方案由于其长距离自旋相干传播而引起了人们的注意。然而，这种方案的最佳器件几何形状和门协议尚未确定。在这里，我们预测强长距离（$>μ$ m）NV-NV耦合通过磁振子模式与合作超过统一的铁磁棒和波导结构。此外，我们探讨和比较共振转导和非共振虚拟磁振子交换协议，并讨论其适用于在低温（$T\lesssim 150$ mK）在现实的实验条件下产生或操纵纠缠态。这项工作将指导未来的实验，旨在纠缠自旋量子比特在固体与磁振子激发。
2021-09-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resources of nonlinear cavity magnonics for quantum information
本文从理论上探讨了微波腔中铁磁体在经典和量子态下的非线性特性，并对量子信息的来源，即涨落压缩和两体纠缠进行了评价。当包括所有其他磁振子模式时，对Kittel模式的非谐振子（Duffing）模型的（半）经典分析揭示了量子计算中无法生存的混沌和极限环相位。然而，具有非零波数的磁振子由Kittel模式的Suhl不稳定性驱动，形成真正的极限环。随后，我们计算边界的可压缩纠缠，以及纠缠的形成为二分配置的混合磁振子模式。从协方差矩阵中得到的两体态的纠缠消失了，但可以通过注入锁定恢复。预测的磁振子纠缠可以在实际条件下用钇铁石榴石样品进行实验测试。
2019-10-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonreciprocal entanglement in cavity magnomechanics exploiting chiral cavity-magnon coupling
提出利用手性腔-磁振子耦合在腔磁力学系统中产生鲁棒的非互易两体与三体纠缠，并用于微波到固态磁振子的信道复用量子隐形传态。
2025-02-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Enhanced tripartite interactions in spin-magnon-mechanical hybrid systems
性质完全不同的自由度之间的相干三方相互作用对于量子信息和模拟技术是有用的，但它们通常难以实现，并且在很大程度上未被探索。在这里，我们预测一个三方耦合机制的混合设置，包括一个单一的NV中心和微磁体。我们提出通过调节NV中心与微磁体之间的相对运动来实现单个NV自旋、磁振子和声子之间直接而强烈的三方相互作用。具体地说，通过引入参量驱动（双声子驱动）来调制机械运动（如电阱中捕获的金刚石中的NV自旋或磁阱中的悬浮微磁体的质心运动），我们可以在单量子水平上获得可调谐且强的自旋-磁振子-声子耦合，三重耦合强度最多增加两个数量级。这使得，例如，在具有现实实验参数的量子自旋-磁振子-力学中，固态自旋、磁振子和机械运动之间的三方纠缠成为可能。该协议可以很容易地实现与离子阱或磁阱中的成熟技术，并可能铺平道路的量子模拟和信息处理的直接和强耦合的三方系统的基础上的一般应用。
2023-01-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spintronics and Magnon Bose-Einstein Condensation
自旋电子学是对固态器件中的自旋电流进行电控制的科学和技术。最近的进展表明，非磁性金属中的电子自旋电流和磁性绝缘体中的磁振子之间存在耦合。这种耦合是由于正常金属和磁性绝缘体之间的界面处的自旋转移和自旋泵浦。在本章中，我们回顾了这些进展，并展望了它们对准平衡磁振子玻色-爱因斯坦凝聚体和自旋超流的电控制。
2015-05-06 cond-mat.mes-hall
Spin current cross-correlations as a probe of magnon coherence
基于规范化二阶相干函数$g^{(2)}$在量子光学中的重要作用，本文提出了一种确定固态器件中磁振子相干性的方法。也就是说，我们表明，由铁磁体注入到两个金属引线的纯自旋电流的互相关，由其直流值归一化，复制的行为时，磁振子被驱动远离平衡的$g^{(2)}$。我们考虑两种情况：通过铁磁共振驱动，其导致单模的相干占据，以及通过加热磁振子驱动，其导致非相干磁振子过量。在后一种情况下，我们发现一个增强的归一化互相关，从而证明群聚的非平衡热磁振子由于其玻色子统计。我们的研究结果有助于新兴的量子磁振子领域，该领域旨在探索和利用磁振子的量子性质。
2018-11-25 cond-mat.mes-hall
Stationary optomagnonic entanglement and magnon-to-optics quantum state transfer via opto-magnomechanics
我们展示了如何在光磁力学结构中制备一个磁振子和光子之间的稳态纠缠态，其中机械振动模式通过色散磁致伸缩相互作用耦合到亚铁磁体中的磁振子模式，并通过辐射压力耦合到光学腔。我们发现，通过适当地驱动磁振子模和腔同时激活磁力学Stokes散射和光力学反Stokes散射，可以产生一个稳定的光磁纠缠态.我们进一步表明，通过激活磁力学状态交换相互作用，并随后发送一个弱的红色失谐光脉冲驱动腔，磁振子状态可以读出的脉冲通过机械转换的腔输出场。在这种新颖的光-磁力配置中，所展示的纠缠和状态读出协议使我们能够光学控制、制备和读出固体中集体自旋激发的量子态，并为量子磁效应、宏观量子态和磁量子信息处理的研究提供了有希望的机会。
2022-11-16 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Rigorous numerical study of strong microwave photon-magnon coupling in all-dielectric magnetic multilayers
我们从理论上证明了一个强大的局部增强的平面内微波磁场的强度在多层结构由磁绝缘钇铁石榴石（YIG）层夹在两个非磁性层与高介电常数匹配的YIG。预测的增强的激励制度时，微波磁场内的多层膜感应的带状线宽带铁磁共振（BFMR）设置的换能器。通过严格的数值解的Landau-Lifshitz-Gilbert方程一致的麦克斯韦方程组，我们调查的磁化动力学多层。我们揭示了一个强大的光子-磁振子耦合，这表现为反交叉的铁磁共振（FMR）磁振子模式支持的YIG层和电磁共振模式支持的整个多层结构。磁振子模式的频率取决于外部静态磁场，在我们的情况下，该磁场在垂直于由BFMR装置的带状线引起的微波磁场的方向上切向地施加到多层膜。电磁模式的频率与静态磁场无关。因此，预测的光子-磁振子耦合对所施加的磁场敏感，并且因此可以用于基于由于YIG层而可同时实现的负介电常数和磁导率的磁可调谐超材料中。我们还认为，预测的光子-磁振子耦合可能会在微波量子信息系统中找到应用。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Fractalized magnon transport on the quasicrystal with enhanced stability
磁振子学在磁学和自旋电子学中受到了极大的关注，因为它的前提是使用磁振子携带的自旋电流，宏观有序磁介质的自旋波激发量子。虽然由于没有焦耳热，磁振子与传统电子学相比具有明显的能量优势，但固有的磁振子-磁振子相互作用导致磁振子的有限寿命，这一直阻碍着磁振子器件的有效实现。为了促进磁振子，必须确定受磁振子-磁振子相互作用影响最小的离域磁振子模式，从而具有长寿命，并使用它们来实现有效的磁振子输运。在这里，我们认为，准晶可能会提供这个问题的解决方案，通过临界磁振子模式，既不扩展也不本地化。我们发现，临界磁振子表现出分形特征，在常规的磁振子模式，如一个独特的幂律标度和自相似的距离分布，显示完美的磁振子传输在规则的固体是不存在的。此外，通过抑制磁振子-磁振子相互作用的衰减速率，临界磁振子与周期系统中的扩展磁振子相比具有更长的寿命。这种磁振子稳定性的增强源于临界磁振子的准周期性和中间局域化行为的存在。因此，我们提供了准晶及其临界自旋波函数在磁振子中的效用，作为独特的分形输运特性和增强的稳定性。
2022-08-09 cond-mat.mes-hall
Magnon equilibrium spin current in collinear antiferromagnets
L.D. Landau Institute for Theoretical Physics（列夫·朗道理论物理研究所）
理论预测Dzyaloshinskii-Moriya相互作用可在共线反铁磁体中诱导磁振子平衡自旋流，该电流是有效磁振子矢量势的响应，可视为超导电流的磁振子类比，且效应幅度大，有望实验观测。
2026-06-16 cond-mat.mes-hall
Magnon spin transport around the compensation magnetic field in easy-plane antiferromagnetic insulators
本文从理论上研究了面内磁场作用下易平面反铁磁绝缘体中的磁振子自旋输运。通过对磁振子谱的精确计算，我们发现由于磁各向异性引起的能带分裂可以被特定强度的外场完全补偿，这使得它的动力学行为几乎等价于易磁化轴反铁磁体。结果，由于偶极-偶极相互作用，先前在易轴反铁磁体中预测的内禀磁振子自旋霍尔效应在易平面反铁磁体中被激活。补偿功能还允许磁场控制的磁振子自旋寿命，因此自旋扩散长度。补偿功能是强大的双轴各向异性。
2021-06-03 cond-mat.mes-hall
Enhanced magnon spin current using the bosonic Klein paradox
有效操纵磁振子以进行信息处理是自旋电子学和磁振子学的中心课题。对于具有最小耗散的长距离自旋输运的一个突出挑战是克服磁振子的弛豫并放大它们携带的自旋电流。在这里，我们建议放大磁振子电流的基础上实现玻色子克莱因悖论的磁性纳米结构。这个悖论涉及到磁振子的反粒子，反磁振子的存在通常被磁不稳定性所排除，因为它是负能量的激发。我们表明，通过适当地调整有效耗散通过自旋轨道力矩，磁振子和反磁振子动态稳定。结果发现，入射磁振子在两个耦合磁体之间的界面处的反射系数可以变得大于1，从而放大了反射磁振子电流。我们的研究结果可以导致磁振子放大器器件的自旋电子学应用。此外，我们的发现产生了一个固态平台来研究玻色子粒子的相对论行为，这是基本粒子的一个突出挑战。
2022-02-08 cond-mat.mes-hall hep-th
Spin-orbit coupling and linear crossings of dipolar magnons in van der Waals antiferromagnets
在具有垂直磁各向异性和反铁磁层间耦合的单斜堆叠双层蜂窝自旋晶格中，导出了由偶极-偶极相互作用引起的磁振子自旋-轨道耦合.线性交叉预测的磁振子谱带的最小值附近的G谷，以及在高频率范围内的区域边界。当层内偶极-偶极相互作用或Kitaev相互作用超过层间偶极-偶极相互作用时，连接声学和光学带的K和K'谷中的线性交叉可以被间隙化，导致从半金属到绝缘体的相变。我们的结果对分析范德华反铁磁体中的磁振子自旋动力学和输运性质是有用的。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall
Magnon-Driven Magnetothermal Transport in Magnetic Multilayers
本文预测铁磁/普通金属多层膜中由磁振子自旋积累驱动的磁热阻效应，在无传导电子时热阻仍随磁化取向切换，并可在钇铁石榴石超晶格中实现高达40%的磁热阻比率。
2024-10-15 cond-mat.mes-hall
Dynamic Modulation of Long Range Photon Magnon Coupling
本研究通过长程相互作用实现了磁光系统的时间域动态调制，展示了非厄密物理的可调探索平台。
2025-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Isofrequency spin-wave imaging using color center magnetometry for magnon spintronics
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）；Kansas State University（堪萨斯州立大学）；Université de Montpellier and CNRS（蒙彼利埃大学与法国国家科学研究中心）
利用颜色中心磁力计实现等频自旋波成像，通过解耦传感器自旋与控制磁场，克服传统限制，推动自旋波电子学发展。
2025-11-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunable Exciton-Hybridized Magnon Interactions in a Layered Semiconductor
本文在层状磁性半导体CrSBr中通过调控磁场方向和单轴应变，实现了对激子-磁振子耦合及暗磁振子能带的精确控制，为混合量子磁振子学的可控实现奠定基础。
2022-09-27 cond-mat.mes-hall
Anisotropic magnon spin transport in CrPS$_4$
University of Groningen（格罗宁根大学）
本研究以CrPS₄为对象，发现其磁子自旋输运存在显著各向异性，沿晶轴b方向的输运性能更优，揭示晶体各向异性可用于调控磁子自旋输运，为磁子器件研发提供新方向。
2026-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
A Topological Magnonic Black-White Hole Crystal
Universidad de Santiago de Chile（智利圣地亚哥大学）；Hitachi Cambridge Laboratory（日立剑桥实验室）；Universidad de Chile（智利大学）
该研究将反铁磁自旋波映射为标量场，利用自旋电流形成磁子黑洞白洞，构建拓扑磁子晶体，建立模拟视界与拓扑磁子学联系，提供电调控磁子拓扑的途径。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Site-resolved magnon and triplon dynamics on a programmable quantum dot spin ladder
本文利用锗量子点阵列结合数字量子比特操作与模拟哈密顿量演化，位点分辨地观测磁振子和三重子动力学及无序对传播的影响，为模拟多体局域化等现象奠定基础。
2025-06-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation and Control of Spontaneous Magnon Emission from Spin Ensembles in 2D Hexagonal Boron Nitride
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Boston College（波士顿学院）；Kansas State University（堪萨斯州立大学）
本研究在二维六方氮化硼中观测并控制了硼空位中心的自发磁子发射，揭示了近零温下主导的量子比特-磁子偶极耦合通道，并通过增加自旋缺陷密度实现了自旋系综的量子关联。
2026-10-22 cond-mat.mes-hall
Electric control of emergent magnonic spin current and dynamic multiferroicity in magnetic insulators at finite temperatures
将热能转换成磁振子自旋电流和/或有效电极化的强度有望实现新的器件功能。本文提出了一种利用空间不均匀的外部静态电场在均匀温度下产生和控制开路磁子自旋电流和有效多铁性的方法。这个领域施加到一个铁磁绝缘体的Dzyaloshinskiii-Moriya型耦合局部变化的磁振子色散和修改的密度的热激发磁振子在一个区域的规模的字段的不均匀性。由此产生的磁振子密度梯度可以看作是有效磁振子温度梯度。这种有效的热梯度与局部磁振子色散一起导致开路、电场控制的磁振子自旋电流。事实上，对于外部电场的适度变化，预测的磁振子自旋电流是由可比的外部温度梯度产生的自旋（塞贝克）电流的规模。由成熟的数值支持的分析方法证实，有限的温度和不均匀的电场对于这种新出现的非平衡现象都是必要的。该提议可以集成在磁振子和多铁性电路中，例如使用例如纳米图案化将热转换成电控纯自旋电流，而不需要在纳米尺度上产生大的热梯度。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall
Time-dependent Schwinger boson mean-field theory of supermagnonic propagation in 2D antiferromagnets
针对二维反铁磁体中自旋关联超磁振子速度传播的现象，本文采用含时Schwinger玻色子平均场理论揭示其由传播磁振子与局域准束缚态竞争决定，且可通过晶格配位数和量子自旋值S调控，为增强磁振子传播提供新方案。
2024-10-05 cond-mat.mes-hall
Colossal Magnon Magnetoresistance of Two-Dimensional Magnets
本文研究了二维易轴铁磁体中的磁子电流，发现了在中等磁场下磁子电导变化高达百分之一千的巨磁子磁阻（CMMR）效应，并提出了非局域磁子介导电学拖拽实验以观测该效应，为自旋电子学器件的自旋传输提供了新途径。
2024-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Driving a magnetized domain wall in an antiferromagnet by magnons
本文从理论上研究了在沿易磁化轴外加磁场的情况下，磁振子、自旋波量子和一维易磁化轴反铁磁体畴壁之间的相互作用。为此，我们首先得到自旋波的背景下的磁畴壁磁化的外场的精确解。畴壁内的有限磁化强度引起磁振子散射的畴壁的反射，偏离了众所周知的结果，在没有磁场的情况下的反射-自由磁振子。对于预测的磁振子反射的实际应用，我们表明，磁振子反射有助于热驱动畴壁运动。我们的工作使我们设想，在反铁磁孤子，如涡流和skyrmions诱导有限的磁化可以用来产生的现象，不发生在磁化的情况下。
2020-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetization Dynamics of Topological Defects and the Spin Solid in Kagome Artificial Spin Ice
我们报告了由互连Ni $_{80}$ Fe $_{20}$纳米棒大阵列制成的可果美人造自旋冰（ASI）的宽带自旋波光谱。在饱和和无序状态下拍摄的光谱表现出一系列具有特征磁场依赖性的共振。利用微磁学模拟，我们确定的共振，反映了自旋固体状态和狄拉克字符串的反自旋对。后者的谐振允许通过微波辅助切换在ASI中产生高电荷顶点。我们的研究结果打开了进一步的前景，对ASI的基础研究及其在可重编程磁振子的使用。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall
Spin pumping from a ferromagnet into a hopping insulator: the role of resonant absorption of magnons
受铁磁体自旋泵入有机材料的实验研究的启发，我们从理论上研究了自旋电流在跳跃绝缘体中的产生和传播。与金属不同，铁磁体边界处的自旋极化是由于局域态对内的磁振子吸收而产生的，并且它会随着电流currying电阻网络而传播（尽管没有充电电流）。我们考虑了绝缘体中交流吸收的经典共振机制，并将其应用于磁振子的吸收。当外磁场中局域态的塞曼分裂等于铁磁共振频率时，泵浦效率有很大的提高。在这种情况下，磁振子的吸收发生在单个位置。
2015-05-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Unveiling excitonic properties of magnons in a quantum Hall ferromagnet
磁振子能够在宏观距离上传递磁矩或自旋。在量子霍尔铁磁体中，人们在90年代早期预测自旋和电荷是纠缠的，这意味着自旋纹理的任何变化都会改变电荷分布。作为这种纠缠的直接结果，磁振子携带电偶极矩。在这里，我们报告的第一个证据存在的石墨烯量子霍尔铁磁体使用马赫-曾德尔干涉仪作为量子传感器的电偶极矩。磁振子电偶极矩通过绝缘体向干涉仪传播，改变了通过干涉仪的Aharonov-Bohm通量，改变了其相位和可见度。特别是，我们与相移的符号，这个电偶极矩，和指数损失的可见性的通量发射的磁振子。最后，我们探讨了接近填充因子v=1的磁振子的发射能量阈值。接近v=0时，我们观察到发射能量阈值向零减小，这可能与v=0时斜反铁磁（CAF）相中无带隙模式的存在有关。基于磁振子电偶极子的磁振子的探测和操纵，为静电控制的新型相干磁振子量子线路开辟了领域。
2021-02-03 cond-mat.mes-hall
Evidence for spin current driven Bose-Einstein condensation of magnons
磁激发的量子--磁振子--以其在室温下进行玻色-爱因斯坦凝聚的独特能力而闻名。这一迷人的现象揭示了它本身是在非相干刺激的影响下自发形成的宏观相干态。自旋流被预言为电子控制磁振子玻色-爱因斯坦凝聚体提供了可能，但这一现象至今尚未得到实验证实。在这里，我们的实验表明，电流驱动的玻色-爱因斯坦凝聚可以实现纳米厚的磁绝缘体薄膜定制的动态磁非线性和最小化的磁振子-磁振子相互作用。我们证明，在一定的阈值以上，自旋电流注入的磁振子过度填充的最低能级形成一个高度相干的空间扩展状态。通过访问具有本质上不同的能量的磁振子，我们量化的驱动磁振子气体的化学势，并表明，在临界电流，它达到最低的磁振子能级的能量。我们的研究结果为实现集成的微观量子磁子和自旋电子器件铺平了道路。
2021-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
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
Hybrid magnon -- Nambu-Goldstone excitations in topological superconductor/ferromagnetic insulator thin-film heterostructures
研究揭示了拓扑超导体/铁磁绝缘体异质结构中磁极与奈曼-戈尔登激发的耦合机制，为超导自旋电子学发展提供新动力。
2026-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Time-resolved measurements of surface spin-wave pulses at millikelvin temperatures
在这项工作中，我们实验研究了脉冲静磁表面自旋波（磁振子）信号在钇铁石榴石（YIG）波导在毫开尔文温度下的传播。我们的测量是在微波频率下的稀释冰箱中进行的。由低温环境提供的优异的信噪比允许详细观察脉冲的传播。这项工作提供了深入了解低温磁振子动力学的YIG和潜在的应用系统的传播磁振子固态量子信息处理。
2019-04-05 cond-mat.mes-hall
Magnon Polarons induced by a magnetic field gradient
在这项工作中，我们报告的理论可能性产生磁振子极化子激发通过空间变化的磁场。当施加磁场梯度时，塞曼相互作用中磁场的空间依赖性引起磁振子-声子耦合，并且这种耦合直接取决于梯度的强度。还预测磁场梯度的方向允许控制哪些声子极化耦合到材料中的磁振子。在这里，我们开发的任意（反）铁磁体的磁振子-声子耦合的计算，这是后来用来数值研究其后果。这些结果进行了比较与现象学的磁弹性耦合在YIG中，在那里我们表明，在YIG中看到的磁振子极化子带隙也可以得到与磁场梯度$\sim 0.1$ T/m，可以实现与当前的实验技术。我们的结果提出了一种控制任意材料中磁弹性耦合的新方法，并为在磁子和自旋电子器件中利用磁振子-声子相互作用开辟了一条新途径。
2020-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrical reversal of the sign for magnon thermal Hall coefficient in a van der Waals bilayer antiferromagnet
本研究以双层H型堆叠反铁磁2H-VSe₂为平台，提出垂直电场调控的磁振子热霍尔效应，通过第一性原理计算与线性自旋波近似分析，发现电场反转可改变热霍尔系数符号，为全电磁振子自旋电子学提供平台。
2024-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon hydrodynamics in an atomically-thin ferromagnet
本文在原子级薄CrCl₃铁磁体中，利用金刚石NV中心量子相干性测量集体磁振子动力学，首次实验观测到二维磁振子声模及其反常温度依赖的磁涨落。
2025-04-12 cond-mat.mes-hall
Huge ultrafast spin Seebeck effect mediated by laser-excited superdiffusive magnon currents
Uppsala University（乌普萨拉大学）
该研究提出了一种基于量子玻尔兹曼方程的微观框架，用于模拟超快激光诱导去磁化过程，揭示了超扩散磁子传输现象，并预测了技术相关幅度的超快自旋Seebeck效应。
2026-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fundamentals of magnon-based computing
固体局部磁序的扰动可以像波一样在材料中传播。这种波被称为自旋波，它的量子被称为磁振子。最近，物理学家提出使用磁振子来携带和处理信息，而不是像电子学那样使用电子。这项技术开启了新一代计算机的大门，在新一代计算机中，数据处理不需要像电子这样的任何真实粒子的运动。这导致伴随的热损失大幅减少，从而降低能耗，这对于不断增长的计算设备需求至关重要。此外，自旋波的独特性质允许利用非传统的计算概念，给出了一个显着更快，更强大的下一代信息处理系统的愿景。目前的审查解决了一个选择的基本议题，形成的基础上的磁振子为基础的计算，这一概念的进一步发展是至关重要的。首先，自旋波携带的信息在一个和两个维度的逻辑元件和集成磁振子电路的实现所需的运输。其次，讨论了自旋波与电子（电荷流和自旋流）之间的转换。这些转换器对于磁振子器件与现代CMOS技术的兼容性是必要的。本文从自旋波和相关方法的基础知识开始。此外，基于磁振子的计算背后的一般思想。最后，本文对自旋波的应用前景进行了展望。
2019-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spin wave damping in periodic and quasiperiodic magnonic structures
我们研究了周期和准周期序列的Py和Co线的自旋波本征模的寿命。这些材料在阻尼系数上有很大的不同，因此，结构内模式振幅的空间分布对于集体自旋波激发的寿命很重要。较低频率的模式更倾向于集中在Py线中，因为这种材料的FMR频率较低。模式振幅的这种不均匀分布（在较高阻尼的材料中具有较低振幅，在较低阻尼的材料中具有较高振幅）对于将集体激发的寿命延长到固体材料的寿命的体积平均值之外是优选的。我们建立了周期和准周期结构的模式的轮廓和它的寿命之间的关系。我们还进行了比较研究，以找出由于结构的复杂性和准周期系统局域化的增强对自旋波寿命的影响。
2019-03-03 cond-mat.mes-hall
Multiple magnon modes in the Co$_3$Sn$_2$S$_2$ Weyl semimetal candidate
实验研究了Kagome晶格铁磁体Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$中的电子输运，该铁磁体被认为是时间反演对称破缺的Weyl半金属候选体.我们证明了$dV/dI(I)$曲线与明显的不对称$dV/dI$尖峰，类似于那些归因于电流诱导的自旋波激发铁磁多层膜。与多层膜相比，我们观察到几个$dV/dI$尖峰序列在低，$\approx$ 10 $^4$ A/cm $^2$，电流密度为厚的单晶Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$薄片在制度的完全自旋极化的散装。低电流密度下的尖峰可以归因于磁性外尔半金属中的新型磁振子分支，这是由于外尔费米子介导的两个磁矩之间的耦合而预测的。Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$在低电流密度下的自旋转移效应使得该材料在自旋电子学中的应用具有吸引力。
2019-09-05 cond-mat.mes-hall
Hybrid magnon-phonon cavity for large-amplitude terahertz spin-wave excitation
本文提出一种自支撑金属/磁性绝缘体/电介质多层结构，利用腔增强磁振子-声子相互作用实现大振幅太赫兹自旋波激发，振幅比衬底支撑结构大十倍以上，并展示了非线性磁振子相互作用及太赫兹光电子换能应用。
2024-03-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Mechanical Bistability in Kerr-modified Cavity Magnomechanics
在由微波腔模、磁振子模和亚铁磁性钇铁石榴石（YIG）球的机械振动模组成的腔体磁力机械系统中观察到了双稳态机械振动。在强微波驱动场作用下，双稳性表现在机械频率和线宽上，同时激活了磁致伸缩、磁振子自克尔和磁振子-声子交叉克尔三种不同的非线性。磁振子-声子交叉克尔非线性是在磁力学中首次预言和测量的。该系统进入一个制度，克尔型非线性强烈修改传统的腔magnomechanics，只拥有一个辐射压力一样的magnomechanical耦合。在实验中识别和区分了三种不同的非线性。我们的工作展示了一种新的机制，实现机械双稳态相结合的磁致伸缩和克尔型非线性，并表明，这种克尔修改腔磁力学提供了一个独特的平台，在一个单一的实验中研究许多不同的非线性。
2022-09-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Observation of nonreciprocal magnon Hanle effect
本文在赤铁矿中观测到磁振子汉勒信号的非互易性，发现交换铂电极的注入/探测角色会改变自旋信号，并用自旋输运方向依赖的赝场解释该现象，表明其可通过外加磁场调控。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-wave modes and band structure of rectangular CoFeB antidot lattices
我们提出了一个调查矩形antidot晶格在CoFeB薄膜。磁能带结构进行了数值计算，并预测带隙的频率由0.9 GHz时，旋转的外部场从长轴到短轴的单位电池。我们通过时间分辨实验证明，磁振子偶极表面模式在频率上分裂为0.6 GHz，这与理论预测一致。这些研究结果提供了方向自旋波滤波与磁振子设备的基础。
2012-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Overcoming thermal noise in non-volatile spin wave logic
自旋波是在磁性有序材料中传播的扰动，类似于固体系统中的晶格波，并且通常从准粒子的角度描述为磁振子。与传统的基于电荷的器件相比，无焦耳热的信息传输、利用波的相位作为额外的自由度以及更低的覆盖面积的吸引人的优点使得自旋波或磁振子自旋电子学成为超越CMOS基于波的计算的有希望的候选者。然而，任何基于全磁振子的计算系统的实际实现都必须经历仔细选择材料的基本步骤，并证明相对于热噪声或变化的鲁棒性。在这里，我们的目的是确定合适的材料，并从理论上证明实现无错误的时钟非易失性自旋波逻辑器件的可能性，即使在存在热噪声和时钟抖动或时钟偏移。
2017-03-13 cond-mat.mes-hall
Non-local magnon transconductance in extended magnetic insulating films.\\ Part I: spin diode effect
本研究通过实验探究YIG薄膜中磁振子跨导的类二极管不对称特性，揭示低能磁振子随自旋转移强度增加依次经历弹道、高关联饱和、扩散三种输运区域，补充了磁振子全谱研究的相关内容。
2023-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin transport in a magnetic insulator with zero effective damping
基于自旋电流的应用程序强烈受益于控制和减少其有效阻尼和输运性质。在这里，我们实验观察磁振子介导的自旋（角）动量通过13.4 nm的薄钇铁石榴石膜的磁阻尼通过自旋轨道扭矩的完全控制。在临界自旋轨道力矩以上，完全补偿阻尼表现为磁振子电导率增加了近两个数量级。我们比较我们的研究结果的理论预期的基础上最近预测的电流诱导磁振子凝聚和讨论所观察到的临界行为的其他可能的起源。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon influence on the superconducting density of states in superconductor$-$ferromagnetic-insulator bilayers
本文研究超导体－铁磁绝缘体界面的电子－磁振子相互作用，指出磁振子介导的自旋翻转会重构自旋劈裂准粒子分支、改变类BCS态密度并诱导奇频序参量混入。
2023-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Experimental Implementations of Cavity-Magnon Systems: from Ultra Strong Coupling to Applications in Precision Measurement
介绍了几种腔磁振子系统的实验实现。首先，钇铁石榴石（YIG）块被放置在一个凹腔，其中所产生的混合模式被测量为在超强耦合制度。当完全混合时，耦合率与非耦合模式频率之间的比率被确定为$g/ω=0.46$。接下来，将一个薄的YIG圆柱体放置在环隙腔中。该腔的亮模耦合到YIG样品，并且类似地测量为处于超强耦合区，耦合率与非耦合模频率的比率为$g/ω=0.34$。一个较大的自旋密度介质，如锂铁氧体（LiFe），预计将提高耦合的系数为1.46，在这两个系统的耦合强度被证明是成正比的自旋密度和磁矩的平方根。这种强耦合系统在腔QED、混合量子系统和精密暗物质探测实验中具有潜在的应用价值。特别是，环隙腔中的YIG盘被证明是暗物质探测的有力候选者。最后，考虑了两柱凹腔中的LiFe球。在过去的工作中，它表明，在样品中的磁振子模式的频率有一个转折点。此外，据预测，如果系统被设计成在该翻转点完全杂化，则腔-磁振子（CMP）跃迁频率将对一阶和二阶磁偏置场波动不敏感，这一结果对于精确频率应用是有用的。这项工作实现了这样一个系统的工程腔模式频率附近的翻转点，抑制二阶偏置磁场波动的敏感性。
2019-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Charged magnons on the surface of a topological insulator
研究3D拓扑绝缘体表面二维Dirac电子与铁磁自旋阵列耦合系统，发现非局域磁振子可束缚能隙内电子态形成JRM激发，其与电子库耦合产生极化激元并引发量子相变。
2023-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Thermal spin transport and spin in thermoelectrics
本文综述了自旋、热和电荷的联合输运原理。与自旋输运相关的热力学量是磁化强度;其昂萨格共轭力通常是自由能对磁化强度的导数。自旋有两种方式：（1）磁性金属和杂质半导体中的自旋极化自由电子，或（2）存在于过渡金属或稀土元素未填充d-或f-壳层上的局域电子上的自旋波（磁振子）。这份文件在不同的章节中涵盖了这两种情况。在这两种情况下，都有可能定义一个自旋化学势，其梯度是自旋输运的更实际的共轭力。本文进一步描述了具有强自旋轨道耦合的磁性和非磁性固体中的反常霍尔、自旋霍尔和逆自旋霍尔效应，因为这些效应用于产生和测量自旋通量。接下来描述跨界面的自旋输运，并且包括自旋泵送和自旋转移力矩。最后一章则把所有这些概念放在一起来描述自旋塞贝克，自旋珀耳帖和磁振子拖曳效应，这些效应存在于铁磁，反铁磁甚至顺磁固体中。特别是磁振子阻力是一种高温效应，它使金属的热电势提高一个数量级，使半导体的热电势提高2或3倍，高于电子扩散热电势。这是自旋驱动效应大于电荷驱动效应的唯一例子。磁振子拖曳导致简单的二元顺磁半导体MnTe在没有优化的情况下具有zT > 1。这表明在热电研究中添加自旋作为额外的设计参数是一种寻求高zT材料的新的和有前途的方法。
2020-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
