Magnon blockade in spin-magnon systems with frequency detuning
本研究提出在自旋-磁振子系统中利用频率失谐同时实现常规与非常规磁振子阻塞，使等时二阶关联函数降至$10^{-8}$，并放宽耦合强度要求。
2025-05-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of the Magnon Parametron
“磁振子参变子”是一种铁磁粒子，它在空腔中被微波参变激发。当微波功率超过一定阈值时，会出现一个双稳态，形成一个有效的伊辛自旋。我们计算的磁振子参数的动力学作为微波功率的函数，施加的磁场和温度的相互作用磁振子系统，考虑到热和量子涨落。我们预测三个动力学阶段，即。一个稳定的伊辛自旋，电报噪声的热激活开关，和一个中间制度，在较低的温度是量子相关的显着distillible磁振子纠缠。这三个制度的操作是有吸引力的替代计算方案。
2021-09-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Quantum magnonics: magnon meets superconducting qubit
将微波量子光学技术应用于铁磁绝缘体宏观球中的集体自旋激发。我们证明，在单磁振子极限，强耦合的静磁模式在球体和微波腔模式。此外，我们在腔中引入超导量子比特，并通过虚光子激发将量子比特与磁振子激发耦合。我们观察到了磁振子真空诱导的拉比分裂。混合量子系统使得能够产生和表征磁振子的非经典量子态。
2015-08-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermal induced monochromatic microwave generation in magnon-polariton
我们提出了磁振子极化激元中热诱导产生单色微波辐射。热-微波能量转换的机理是基于耦合磁振子和微波谐振腔振荡器的内禀能量损失通过热致“负阻尼”得到补偿。当系统的阻尼在“负阻尼”的临界值处得到完全补偿时，在例外点处实现了奇异性。在例外点处，输入能量在磁振子极化激元的磁振子和光子子系统之间均匀分布。热能转化为有用的微波辐射的效率估计高达17%，由于磁振子-光子耦合介导的自旋电流直接转换为微波光子。
2019-02-22 cond-mat.mes-hall
Insights on magnon topology and valley-polarization in 2D bilayer quantum magnets
层状二维磁体中丰富的非常规物理学可以为拓扑磁振子和磁振子谷电子学开辟新的途径。特别是，二维双层量子磁体由于其有趣的依赖于堆叠的磁性、可控的基态和由磁自旋轨道耦合（SOC）引起的拓扑激发而受到越来越多的关注。尽管对这些材料进行了大量的研究，但迄今为止，它们的拓扑特征仍然没有得到广泛的探索。本文全面研究了共线磁有序蜂窝双层膜中的磁振子拓扑和磁振子谷极化。我们阐明的SOC，磁基态，堆叠顺序，和反转对称性破缺的拓扑相位，磁振子谷运输，霍尔和能斯特效应的单独和组合的效果。全面的分析表明线索，以确定SOC的性质，并预测非常规霍尔和能斯特电导率在拓扑平凡的阶段。我们进一步报道了层状反铁磁体中新颖的带隙闭合，并详细说明了它们的拓扑意义。我们相信，本研究提供了重要的见解拓扑二维磁振子的基础物理和技术潜力。
2021-04-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Macroscopic entanglement of two magnon modes via quantum correlated microwave fields
我们提出了一个在两个宏观钇铁石榴石球中纠缠两个磁振子模的方案。两个球体被放置在两个微波腔中，这两个微波腔由双模压缩微波场驱动。利用腔与各腔中磁振子模之间的线性态交换相互作用，将两个驱动场的量子关联高效地传递到两个磁振子模上。在实验可达到的条件$g \gg κ_a \gg κ_m$下可以获得相当大的纠缠，其中$g$是腔-磁振子耦合率，$κ_a$，$κ_m$分别是腔和磁振子模的衰减率。纠缠是在稳定的状态和对温度的鲁棒性，存活高达数百毫开尔文与实验上可实现的双模压缩源。
2019-06-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Magnon-microwave backaction noise evasion in cavity magnomechanics
本文提出一种双音调驱动腔磁力系统实现反作用规避测量的方案，通过平衡振幅和频率间隔，在低驱动下超越标准量子极限，适用于多模系统。
2024-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultrastrong coupling between a microwave resonator and antiferromagnetic resonances of rare earth ion spins
量子磁效应是利用微波与磁有序自旋系统之间强集体耦合的一个新兴而活跃的研究领域。到目前为止，量子磁振子的工作主要集中在过渡金属和几乎完全在钇铁石榴石（YIG）的铁磁共振。反铁磁系统由于不产生杂散场而受到关注，因此对磁扰动具有鲁棒性，并且具有窄的、形状无关的谐振线宽。在这里，我们展示了第一个实验证据之间的微波腔和集体反铁磁共振（磁振子）在稀土晶体的超强耦合。稀土元素独特的光学和自旋性质与集体反铁磁有序的结合为新的量子磁子应用铺平了道路。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Unconventional magnon transport in antiferromagnet NiPS$_3$ induced by an anisotropic spin-flop transition
本研究在 van der Waals 反铁磁体 NiPS$_3$ 中发现由各向异性自旋翻转转变驱动的非常规磁振子输运，热驱动磁振子信号呈 1/d$^2$ 衰减，证明其由本征自旋塞贝克效应主导，凸显非局域电学检测是研究磁相变的有力方法。
2025-05-29 cond-mat.mes-hall
Parametrically squeezed states of microwave magnons in yttrium iron garnet films
我们从理论上证明，并确认实验，在薄钇铁石榴石薄膜中激发的非线性自旋波压缩真空量子噪声是很好的候选人。实验演示的形式是在经典制度进行的自旋波诱导的调制不稳定性（IMI）的测量。实验证明了强相位锁定的闲置波参数产生的薄膜中的确定性的小信号波从外部源发射到薄膜。该理论预测，对于真空量子噪声也会观察到同样的行为，导致噪声的压缩。
2018-11-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Catalog of Unconventional Magnons in Collinear Magnets
发展自旋空间群理论描述共线磁构型，分类1421个共线SSG并构建能带表示，识别出498个含非常规磁振子的共线磁体，为探索无电荷输运提供新途径。
2024-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Magnon transport through microwave pumping
提出了铁磁绝缘体中磁振子输运的微观理论。利用微波泵浦的磁振子注入，我们提出了一种产生磁振子直流电流的方法，并展示了如何增强混合铁磁绝缘结中磁振子直流电流的幅度。为此，专注于一个单一的FI，我们第一次重温微波泵浦在有限的（室温）温度从微观角度的磁振子注入。接下来，我们将其应用到两种混合铁磁绝缘结。第一种是准平衡态的磁振子凝聚体与被微波抽运的磁振子之间的结，第二种是被抽运的磁振子与非凝聚态的磁振子之间的结。我们表明，准平衡磁振子凝聚产生交流和直流磁振子电流，而noncondensed磁振子产生基本上是直流磁振子电流。铁磁共振（FMR）极大地增加了泵浦磁振子的密度，并增强了这种磁振子电流。最后，使用微波泵浦在一个单一的FI，我们讨论的可能性，磁振子电流通过Aharonov-Casher相持续流动，即使在有限的温度。我们表明，即使在有限的温度下，在存在磁振子-磁振子相互作用的情况下，也会出现这样的磁振子电流。由于FMR的存在，它的振幅变得比凝聚磁振子电流大得多。
2015-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Microwave control of thermal magnon spin transport
我们观察到射频微波场强烈影响钇铁石榴石中非相干热磁振子的输运。铁磁共振在非线性制度抑制95%的热磁振子输运。在两种情况下，在非共振条件下的运输也被调制，这两种情况都与磁振子带最小值有关。首先，在低于谐振条件的静态磁场中，非局部信号出现强烈增强。这种增加仅发生在一个场极性处，并且可以高达800%。我们将这种效应归因于磁振子动力学过程，这会产生带最小磁振子和高能手征表面模式。其次，信号在高于谐振条件的静态场处增加，其中rf频率与磁振子带最小值一致。我们的研究提供了洞察相干和非相干自旋动力学之间的相互作用：射频场修改相关的磁振子状态的占领，并通过动力学过程，磁振子自旋运输。
2018-10-27 cond-mat.mes-hall
Bidirectional conversion between microwave and light via ferromagnetic magnons
微波和可见光光子在单量子水平上的相干转换可以极大地扩展我们在各个领域处理信号的能力。将微波域中的微弱信号有效地上变频到光域将导致量子噪声受限的微波放大器。光学光子和微波光子之间的相干交换也将是实现长距离量子通信的敲门砖。在这里，我们展示了双向和相干转换微波和光使用集体自旋激发铁磁体。该转换器由两个谐振子模式，微波腔模式和称为Kittel模式的静磁模式组成，其中微波光子和磁振子在各自的模式中强烈耦合和杂化。巡回微波场和行进光场可以通过混合系统耦合，其中微波场通过腔模式耦合到混合系统，而光场经由法拉第和逆法拉第效应通过基特尔模式寻址混合系统。对转换效率进行了理论分析和实验评价。文中还讨论了提高效率的可能方案。
2016-05-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Combined Brillouin light scattering and microwave absorption study of magnon-photon coupling in a split-ring resonator/YIG film system
利用微聚焦布里渊光散射和微波吸收研究了开口环微波谐振腔与钇铁石榴石（YIG）薄膜组成的系统中磁振子-光子耦合。开口环谐振器由光刻限定，并装载有通过液相外延生长的1 $μ$ m厚的YIG膜。混合系统的BLS和MA光谱同时记录为所施加的磁场大小和微波激发频率的函数。强耦合的磁振子和光子模式被发现与$g_\text{eff}/2 π= 63$ MHz的耦合强度。结合BLS和MA数据允许研究的混合模式从一个纯粹的磁振子到一个纯粹的光子模式的连续过渡，通过改变所施加的磁场和微波频率。此外，BLS数据表示微波频率耦合到光学频率的上转换。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall
Magnon squeezing by two-tone driving of a qubit in cavity-magnon-qubit systems
提出在腔–磁振子–量子比特混合系统中利用量子比特双音驱动诱导磁振子参量放大，从而制备噪声低于真空涨落的宏观磁振子压缩态。
2023-11-29 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Control of the magnon-polariton hybridization with a microwave pump
本文研究了微波泵浦驱动下泵浦诱导磁振子模式与腔磁振子极化激元的耦合，该杂化系统可被磁场和泵浦参数自由操控，为扩展混合器件的控制提供了新机遇。
2023-08-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Magnon Kerr Effect in a Magnetic Thin Film Strongly Coupled to a Microwave Resonator
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Kyoto University（京都大学）；CNRS, Université de Bretagne Occidentale（法国国家科学研究中心，布列塔尼西部大学）；University of Konstanz（康斯坦茨大学）；Université Grenoble Alpes, CNRS, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，内埃尔研究所）
本研究展示了一个由磁铁氧化物薄膜与微波谐振腔强耦合的各向异性磁子系统中磁子凯尔效应的增强与可调性。
2026-10-15 cond-mat.mes-hall
Strong magnon-photon coupling within a tunable cryogenic microwave cavity
实现强耦合的能力使得腔磁振子系统成为发展混合量子系统和研究物理学基本问题的令人兴奋的平台。不幸的是，目前的实验实现被限制在由微波腔的几何形状限定的单个频率下操作。在这篇文章中，我们实现了一个高度可调，低温，微波腔强耦合到磁自旋。该腔体可以在原位调谐高达1.5 GHz，约15%的原始10 GHz的谐振频率。此外，该系统在所有频率下都保持在强耦合状态，协同系数约为800。
2020-07-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.ins-det
Strong Coupling between Microwave Photons and Nanomagnet Magnons
耦合微波光子-磁振子混合系统通过利用各种磁振子物理提供了有前途的应用。目前，为了实现两个子系统之间的高耦合强度，使用具有大自旋数的大体积铁磁体，这限制了它们在可扩展的量子信息处理中的潜在应用。在本文中，通过提高单自旋耦合强度使用光刻定义的超导谐振器，我们报告纳米厚坡莫合金线的谐振器模式和Kittel模式之间的高合作。芯片上的，光刻可扩展的，和超导量子线路兼容的设计提供了一个直接的路线实现混合量子系统与纳米磁体，其耦合强度可以精确地设计和动态性能可以控制的各种机制来自自旋电子学的研究。
2020-05-18 cond-mat.mes-hall
Microwave to optical photon conversion by means of travelling-wave magnons in YIG films
本文从理论上研究了应用于量子信息的基于行波磁振子的微波-光子转换器的效率。该转换器采用外延生长的钇铁石榴石（YIG）薄膜作为传播的介质的旅行磁振子（自旋波）。这种转换是通过磁振子与薄膜的导光模式耦合来实现的。总的微波光子转换效率被发现是大于在一个类似的过程中采用YIG球至少4个数量级。通过从膜产生大长度的光学谐振器（使得行进的磁振子在谐振器长度上形成驻波之前衰减），将能够进一步将效率提高几个数量级，潜在地达到与利用光机械谐振器实现的值类似的值。此外，作为一个剥离的结果，它表明，隔离度大于20 dB的直接插入损耗约5 dBm，可以实现与YIG膜为基础的微波隔离器的应用在量子信息。所提出的基于行进自旋波的QI器件的概念的重要优点是完美的平面几何形状和将该器件实现为混合光-微波芯片的可能性。
2017-12-15 cond-mat.mes-hall
Microscopic origin of level attraction for a coupled magnon-photon system in a microwave cavity
本文讨论了微波腔中铁磁体的磁振子-光子杂化系统中能级吸引的各种微观机制。讨论是基于连续介质的电磁理论，其中的铁磁体的内部磁化动力学的影响使用动态响应函数来描述。这种方法与耦合光子-磁振子动力学的量子化多振子模型是一致的。我们证明，提供模式之间的吸引力的相互作用，有效的响应函数应该是抗磁性的。磁光耦合被认为是有效的抗磁响应的一种机制，这是成比例的光子数。还强调了基于Aharonov-Casher效应的双重机制，而不是依赖于磁振子数。
2019-09-16 cond-mat.mes-hall
Microwave-to-optical transduction using magnon-exciton coupling in a layered antiferromagnet
City College of New York（纽约市立学院）；Graduate Center of the City University of New York (CUNY)（纽约市立大学研究生中心）；CUNY Advanced Science Research Center（纽约市立大学高级科学研究中心）；University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化工大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；Rheinland-Pfälzische Technische Universität（莱茵兰-普法尔茨科技大学）
研究通过层状反铁磁体CrSBr中的磁子-激子耦合实现高效的微波到光转换，利用强光物质相互作用，在无腔增强的情况下实现约300MHz的宽带相干转换，为扩展光学调制范围和减少光学损耗提供新途径。
2026-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Magnon-photon coupling in a non-collinear magnetic insulator Cu$_2$OSeO$_3$
在5- 100 K温度范围内研究了非共线手征磁体Cu $_2$ OSeO $_3$和X波段双模微波谐振腔中磁振子之间的反交叉行为。在场致亚铁磁相，我们观察到一个强耦合制度之间的磁振子和两个微波腔模的合作系数达到3600。在圆锥相，腔模色散耦合到一个基本的helmagnon模式，我们证明，磁相图的Cu $_2$ OSeO $_3$可以重建从腔谐振频率的测量。在螺旋相中，发现了高阶helimagnon模和腔模的杂化态-helimagnon极化激元，揭示了一类新的磁系统，在这种磁系统中可以观察到微波光子与非平凡自旋织构的强耦合.
2019-02-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Investigation of magnon behavior in YIG film under microwave excitation using Brillouin light scattering
利用波矢分辨布里渊光散射技术研究YIG薄膜在微波激发下的自旋波响应，揭示了由平行与垂直参数泵浦及磁子散射引起的宽带自旋波激发机制。
2025-04-30 cond-mat.mes-hall
Strong squeezing of microwave output fields via reservoir-engineered cavity magnomechanics
提出利用蓝、红边带双音驱动磁子模式构建压缩磁子储库，经腔-磁子态交换获得稳态且显著压缩的微波输出场。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dispersive read-out of ferromagnetic resonance for strongly coupled magnons and microwave photons
我们演示了微波腔中钇铁石榴石球铁磁共振的色散测量。共振时纵向磁化强度的降低被测量为耦合到球体的腔模式中的频移。这种测量是磁化动力学中固有的非线性的结果，表明磁振子腔量子电动力学实验的一个有前途的路线。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Spin-orbit locking of magnons with localized microwave fields
本文在微波频段实现光子自旋-轨道耦合，利用受激磁粒子的倏逝微波场定向激发磁振子波束，并证明远距离纳米磁体间可通过磁振子交换实现可调强耦合与激发态纠缠。
2024-08-12 cond-mat.mes-hall
Magnon dark modes and gradient memory
为了克服超导电路的相干时间短的缺点，人们在发展混合量子系统方面做了大量的努力，引入了自然长寿命的自旋自由度。在所有可能的材料中，单晶钇铁石榴石最近已经显示出作为混合系统的有希望的候选者，并且已经证明了各种高度相干的相互作用，包括强耦合甚至超强耦合。这些系统的一个明显优点是自旋是以明确定义的磁振子模式的形式，这允许灵活和精确的调谐。在这里，我们表明，通过耗散工程，可以实现一个非马尔可夫的磁振子和微波腔光子之间的相互作用动力学。这样的过程使我们能够建立一个磁振子梯度存储器存储信息的磁振子暗模式，从微波腔去耦，从而保持长的寿命。我们的发现为开发长寿命、多模量子存储器提供了一种有前途的方法。
2015-07-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin dynamical phase and anti-resonance in a strongly coupled magnon-photon system
通过微波透射测量，对强耦合磁振子-光子系统进行了实验研究。反共振，即微波传输的抑制，被观察到，指示磁振子响应和驱动微波场之间的相对相位变化。我们表明，这种反共振特性可以用来解释耦合磁振子-微波系统的相位演化，并应用这种技术来揭示磁振子暗模的相位演化。我们的工作为强耦合系统的相位分析提供了一个标准的程序，使每个子系统的相位特性，并可以普遍适用于其他强耦合系统。
2016-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnons at low excitations: Observation of incoherent coupling to a bath of two-level-systems
集体磁激发模式，磁振子，可以相干耦合到微波光子在单激发极限。这使得可以获得磁振子的量子特性，并在量子信息处理中开辟了一系列应用，其中固有磁振子线宽表示量子谐振器的相干时间。我们的测量系统包括一个钇铁石榴石（YIG）球和一个三维（3D）微波腔在温度和激发功率典型的超导量子线路实验。我们进行光谱测量，以确定在这些实验条件下的磁振子相干的限制因素。使用输入输出形式主义，我们提取的磁振子线宽$κ_\mathrm{m}$。我们将在最低温度和激发功率下的相干时间的限制归因于近共振两能级系统（TLS）的非相干损耗，这是在这些实验条件下从超导电路中已知的一种通用损耗机制。我们发现，当激发功率从量子激发增加到多光子激发时，TLS饱和，它们对线宽的贡献消失。在较高的温度下，TLS热饱和和磁振子线宽减小以及。
2019-11-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnomechanically controlled Goos-Hänchen shift in cavity QED
本文研究腔磁振子力学系统中反射探测场的Goos-Hänchen位移，发现可通过磁振子-声子耦合和有效腔失谐相干控制，并在特定耦合条件下增强，对微波开关和传感有潜在应用价值。
2024-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Observation of attractor transitions in active magnon-polaritons under microwatt drives
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）
研究通过主动磁极子在微瓦驱动下观测到吸引子转变，揭示了非线性吸引子的多相稳定态及复杂动态行为，为非线性微波信号生成和高精度传感提供新途径。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Unidirectional Microwave Transduction with Chirality Selected Short-Wavelength Magnon Excitations
该研究在YIG薄膜延迟线中利用共面波导天线的奥斯特场手性选择亚微米波长静磁表面自旋波，实现30 dB无衰减、最高14 GHz磁场可调的单向微波换能。
2023-03-02 cond-mat.mes-hall physics.app-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
The role of excitation vector fields and all-polarisation state control of cavity magnonics
本文提出激发矢量场作为可调实验旋钮，结合理论模型实现腔磁子学中任意偏振态与场轮廓的精确控制，为自旋-光子相互作用及混合系统信息交换提供新途径。
2024-05-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exchange Magnon-Polaritons in Microwave Cavities
我们制定了一个散射理论来研究磁性薄膜在微波腔超越独立自旋和旋转波近似的Tavis-Cummings模型。我们表明，强耦合不仅可以实现的铁磁共振（FMR）模式，但也为自旋波共振（SWR）的耦合强度是模式依赖性和减少模式指数的增加。强耦合机制也可以通过自旋泵入金属接触来电访问。
2015-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Entangling cavity-magnon polaritons by interacting with phonons
本文提出通过磁致伸缩引入声子与磁子模式色散耦合，利用声子散射驱动场的边带共振及模式比例优化，实现两个腔-磁子极化激元间的稳态纠缠，为微波量子信息处理和量子计量学提供宏观量子态及频率纠缠光子。
2025-03-21 cond-mat.mes-hall physics.optics physics.plasm-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
Microwave magnon damping in YIG films at millikelvin temperatures
如果要保持相干性，量子器件中使用的磁振子系统需要低阻尼。亚铁磁电绝缘体钇铁石榴石（YIG）在室温下具有低磁振子阻尼，是未来量子器件中微波磁振子激发的强有力候选者。单晶YIG薄膜通常生长在钆镓石榴石（GGG）衬底上。在这项工作中，对YIG波导与GGG基板和没有的比较实验表明，该材料在低温下的阻尼增加起着重要的作用。测量结果表明，由于温度峰值过程的阻尼是占主导地位的高于1 K。阻尼行为，我们可以归因于耦合到两个层次的波动（TLF）的观察低于1 K。在20 mK下使无衬底YIG中的TLF饱和后，可实现1.4 MHz的线宽：低于在室温下测得的线宽。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Entangling two magnon modes via magnetostrictive interaction
提出了一种在腔磁力学系统中实现两个磁振子模纠缠的方案。这两种磁振子模体现为两个宏观亚铁磁体中大量自旋的集体运动，并通过磁偶极相互作用耦合到单个微波腔模。我们表明，通过激活一个亚铁磁体中的非线性磁致伸缩相互作用，实现驱动磁振子模式与强红失谐微波场，两个磁振子模式可以准备在纠缠态。这种纠缠是利用磁振子-声子非线性耦合和磁振子-腔场线性耦合实现的，并且是稳定的，对温度具有鲁棒性。两个大质量亚铁磁体中的纠缠磁振子模代表了真正的宏观量子态，可能在宏观量子力学研究和基于磁振子的量子信息处理中有应用。
2019-07-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
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
Entangling mechanical vibrations of two massive ferrimagnets by fully exploiting the nonlinearity of magnetostriction
宏观物体运动中的量子纠缠无论在基础研究还是量子技术中都具有重要意义。在这里，我们展示了如何纠缠的机械振动模式的两个大规模的亚铁磁体放置在同一个微波腔。每个亚铁磁体支持由磁致伸缩力耦合的磁振子模式和低频振动模式。两个磁振子模分别通过磁偶极相互作用耦合到微波腔。我们首先在亚铁磁体-1的振动模和亚铁磁体-2的磁振子模之间产生一个稳态的非局域纠缠态。这是通过用强红失谐微波场连续驱动亚铁磁体1来实现的，而纠缠是通过利用磁力学参数下转换和腔-磁振子状态交换相互作用来实现的。然后，我们关闭亚铁磁体-1上的泵，同时打开亚铁磁体-2上的红色失谐脉冲驱动器。后一种驱动器用于激活磁机械分束器相互作用，其交换亚铁磁体-2的磁振子和机械状态。因此，先前产生的声子-磁振子纠缠被转移到两个亚铁磁体的机械模式。该工作提供了一种制备两个大质量物体机械运动纠缠态的方案，可以在利用宏观纠缠态的各种研究中找到应用。
2022-12-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanomagnonic cavities for strong spin-magnon coupling
我们提出了一种理论方法，使用铁或亚铁磁性纳米粒子作为微波纳米磁腔集中微波磁场到深亚波长体积$\sim 10^{-13}$ mm $^3$。我们发现，在这样的纳米腔场可以有效地耦合到孤立的自旋发射极（自旋量子比特）位于接近纳米粒子表面达到单磁振子自旋强耦合制度，并介导有效的远程量子态转移孤立的自旋发射极之间。因此，纳米磁共振腔为基于磁振子的量子网络和磁振子介导的量子门铺平了道路。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Interaction of magnons with plasmons in a system of antiferromagnetic insulators coupled to a superconductor microwave cavity through the interfacial exchange interaction
超导体可以通过由超导电流感生的磁场与磁体相互作用。然而，这种相互作用是相当弱的，需要相对较大的磁体来达到微波电磁模式与磁振子的相当大的混合。利用磁体和超导体中自旋之间的大界面交换相互作用，可以大大减小器件的尺寸。在自旋轨道耦合超导体中，这种相互作用可以通过三重态和单重态库珀对的混合传递到s波凝聚体。在本文中，我们从理论上考虑薄的反铁磁薄膜，使自旋补偿接触的超导导线，形成一个腔的Mooij-Schön等离子体波。导出了有效拉格朗日量，其中考虑了这些波与磁振子的相互作用。计算了混合磁振子-等离子体激元模的频率。还考虑了两个微磁体相距较远的系统，并计算了它们通过腔模的互耦合。
2021-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Squeezed states of magnons and phonons in cavity magnomechanics
我们讨论了如何在腔场磁力系统中产生磁振子和声子的量子压缩态。磁振子由宏观亚铁磁体中大量自旋的集体运动体现，并分别通过磁偶极相互作用和磁致伸缩相互作用耦合到腔微波光子和声子（亚铁磁体的振动模式）。该腔由磁通驱动的约瑟夫森参量放大器产生的弱压缩真空场驱动，这是获得磁振子和声子压缩态的必要条件。我们发现，通过腔-磁振子分束器相互作用，可以制备处于压缩态的磁振子，并且通过用强红失谐微波场进一步驱动磁振子模，声子被压缩。我们显示最佳的参数制度获得大压缩的磁振子和声子，这是对温度的鲁棒性，可以实现与实验可达的参数。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Observation of Long-Lifetime Magnon Pairs by Fano Resonance of Photons
School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）
通过微波光谱学观测到磁子对的长寿命，利用Fano共振揭示磁子对的动力学特性。
2026-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase-mediated magnon chaos-order transition in cavity optomagnonics
磁振子作为一种量子化的自旋波，在磁振子自旋电子学、微波光子学和腔量子电动力学等物理学领域引起了广泛的关注。本文从理论上探讨了腔光磁学中的磁振子混沌-序跃迁，这在这一新兴领域中仍有很大的空白。研究发现，通过调节微波驱动功率，磁振子的演化经历了从有序到倍周期分岔的转变，最终进入混沌。与一般的混沌不同，本文提出的磁振子混沌序转变是相介导的。这些结果不仅具有重要的科学意义，而且有助于理解光磁系统中的非线性现象和混沌现象，并可能在基于混沌的保密通信中得到应用。
2018-12-25 cond-mat.mes-hall
Nonlinear magnon polaritons
我们从实验和理论上证明了非线性自旋波相互作用抑制了由片上开口环谐振器探测的钇铁石榴石薄膜微波谱中的混合磁振子-光子准粒子或“磁振子极化激元”。我们观察到的Kittel和微波腔模式之间的强耦合在避免交叉作为磁场的函数在低微波输入功率，但在高功率的间隙完全关闭。实验结果很好地解释了一个理论模型，包括三个磁振子衰变到自旋波的Kittel磁振子。间隙闭合起源于由自旋波的相干反反应引起的高于Suhl不稳定性阈值的铁磁共振的饱和。
2022-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Circulating cavity magnon polaritons
我们预测了在微波腔中，当在特定的线上加载多个磁体时，磁振子极化激元态单向循环。现实的有限元数值模拟，包括介电，时间依赖性和非线性效应，证实了一个完全分析的输入输出模型的近似的有效性。我们发现，相控天线阵列可以集中所有的功率到一个相干的微波束与控制的方向和强度，规模与磁铁的数量。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall
