Spin-Hall-Like Magnon Transport in a Synthetic Antiferromagnetic Skyrmion Lattice
Dongguan Institute of Materials Science and Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院东莞材料基因高等理工研究院）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）；Shenzhen Technology University（深圳技术大学）；Hunan University（湖南大学）；Central South University（中南大学）
研究由两个反铁磁耦合、磁织构相反的斯格明子晶格层构成的合成反铁磁斯格明子晶格中，类自旋霍尔磁子边缘输运现象，发现层极化的反向传播边缘模式源于两层相反的霍尔趋势，而非Z2拓扑保护。
2026-05-27 cond-mat.mes-hall
Chemical potential of an antiferromagnetic magnon gas
理解磁系统中准粒子激发的统计特性对于探索新的磁相和集体量子现象是必不可少的。虽然铁磁气体的化学势已经在理论和实验上得到了广泛的研究，但它的反铁磁对应物仍然是未知的。在这里，我们推导出两个组件的U（1）对称玻色气体的统计，并将我们的结果应用到轴对称的反铁磁绝缘体。我们发现，系统的两个磁振子本征模描述的一个相等的和相反的化学势，在类比的粒子反粒子对。此外，我们还导出了描述相干和非相干反铁磁自旋动力学之间相互作用的热磁矩。我们的结果表明，化学势的大小和符号可以通过一个交流磁场共振驱动的磁振子模式之一调谐。最后，我们提出了NV中心弛豫作为一种方法来实验测试我们的预测。
2019-07-01 cond-mat.mes-hall
Ground states and magnonics in orthogonally-coupled symmetric all-antiferromagnetic junctions
本文报道了具有易面各向异性的正交耦合对称全反铁磁结的富基态结构。自旋重定向过程而不是传统的自旋翻转（SF）发生，导致一个新的阶段，其中Néel矢量保持镜像反射对称性（称为“MRS阶段”）。SF和MRS相位之间的相变可以是一阶或二阶的。受外界刺激扰动后，出现了不同宇称的磁振子。对于面内直流场，磁振子之间没有耦合。当直流场变得倾斜时，具有相反宇称的磁振子之间的相干耦合出现，导致共振频率的反交叉。然而，具有相同宇称的磁振子之间的自杂交从未发生。更有趣的是，基于MRS相位的自旋波是线性偏振的，并且它们的偏振方向可以被精细控制。
2022-11-29 cond-mat.mes-hall
Impact of spin torques and spin pumping phenomena on magnon-plasmon polaritons in antiferromagnetic insulator-semiconductor heterostructures
本文研究了自旋力矩和自旋泵浦对反铁磁绝缘体-半导体异质结构中表面磁振子极化激元色散的影响，发现通过自旋-电荷转换可耦合磁振子与等离激元，且频率修改和杂化间隙依赖于反铁磁层厚度与模式波长。
2024-03-11 cond-mat.mes-hall
Mass-energy equivalence for terahertz magnon excitation in antiferromagnetic domain walls
狭义相对论是现代物理学中最重要的成就之一，它预言了时间膨胀、运动物体的尺寸收缩和质能等效等。最近的研究表明，反铁磁畴壁（DW）的尺寸收缩。在这里，我们显示的质量和能量的等价性，通过数值研究的太赫兹（THz）磁振子从移动AFM DW下的磁各向异性能量梯度的激发。磁振子的能量来自DW质量的损失，伴随DW宽度的加宽，克服了洛伦兹收缩效应。我们的结果铺平了道路，研究相对论物理在AFM纹理和有效地产生太赫兹磁振子的电手段。
2021-11-10 cond-mat.mes-hall
Spin Seebeck and Spin Nernst Effects of Magnons in Noncollinear Antiferromagnetic Insulators
我们的联合热自旋转换的理论和计算机实验研究表明，非共线的反铁磁绝缘体是有前途的材料产生磁振子自旋电流时，应用的温度梯度：它们表现出自旋塞贝克和自旋能斯特效应。利用Kubo理论和自旋动力学模拟，我们明确评估这些影响在一个单一的kagome片钾铁黄钾铁矾，KFe $_3$（OH）$_6$（SO $_4$）$_2$，并预测在$20 \mathrm{K}$的温度下的自旋塞贝克转换因子为$0.2 μ\mathrm{V}/\mathrm{K}$。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall
Magnon-magnon interactions induced by spin pumping-driven symmetry breaking in synthetic antiferromagnets
反铁磁振子的色散和能量的丰富性促使磁学界考虑将反铁磁用于未来的自旋电子学/磁振子应用。然而，反铁磁振子的激发和控制仍然具有挑战性，特别是当与铁磁对应物相比时。在合成反铁磁超材料中发现了一个中间地带，其中声学和光学磁振子存在于GHz频率。在这些材料中，磁振子能谱可以通过静态破缺外场或偶极相互作用混合光学和声学磁振子分支来调谐。在这里，我们实验测量的磁振子能谱的合成反铁磁四层，并发现避免能级交叉的反铁磁层间耦合无法解释的能谱。我们解释我们的实验结果，使用一个唯象模型，将fieldlike和dampinglike扭矩产生的自旋泵在非共线磁性多层膜分离正常金属间隔。我们表明，在不同的磁性层上的类场力矩的不对称性可以解除的声学和光学磁振子分支的光谱简并和产量破磁诱导磁振子-磁振子相互作用。我们的工作扩展了自旋泵现象的非共线磁化配置，并显着扩展了反铁磁体和量子混合磁振子材料内的工程磁振子-磁振子相互作用的方式。
2023-01-18 cond-mat.mes-hall
Magnon kinetic theory of the antiferromagnetic Hanle effect
针对绝缘反铁磁体中发现的磁振子Hanle效应，该研究构建基于反铁磁奈尔序低能波的自旋输运理论，结合磁振子动力学输运与偏振相干动力学，解释实验特征并为相干控制提供新视角。
2024-03-05 cond-mat.mes-hall
Excitation of magnon spin photocurrents in antiferromagnetic insulators
在圆光电流效应中，圆偏振光可以在金属中产生直接的电子光电流，并且电流的方向取决于偏振。我们认为，一个类似的非线性效应存在于反铁磁绝缘体中，其中的光和自旋波的总自旋是保守的。因此，自旋角动量将从光子转移到磁振子，从而圆极化电磁场将产生直接的磁振子自旋流。电流的方向由光的螺旋度决定。我们表明，这种共振效应表现为二阶光-物质相互作用。我们还发现了一个几何贡献的自旋光电流，这似乎与复杂的晶格结构和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的材料。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall
Magnon-Mediated Indirect Exciton Condensation through Antiferromagnetic Insulators
电子和空穴驻留在绝缘势垒的相对侧并经历吸引库仑相互作用，可以自发地形成称为间接激子凝聚体的相干态。我们研究了一个三层系统中的障碍是一个反铁磁绝缘体。这里的电子和空穴还通过界面耦合与反铁磁振子相互作用。我们表明，通过采用磁未补偿的接口，我们可以设计的磁振子介导的相互作用是吸引力或排斥力的反铁磁绝缘体的厚度由一个单一的原子层。推导出了间接激子凝聚的临界温度$T_c$的解析表达式。在我们的模型中，各向异性被发现是至关重要的实现有限的$T_c$，这增加了在反铁磁体的交换相互作用的强度。对于现实的材料参数，我们估计$T_c$为约7 K，相同的数量级作为目前实验上可实现的激子凝聚的吸引力是完全由于库仑相互作用。预期磁振子介导的相互作用与库仑相互作用协作以用于间接激子的凝聚，从而提供显著增加激子凝聚温度范围的手段。
2019-10-04 cond-mat.mes-hall
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
Anti-helical edge magnons in patterned antiferromagnetic thin film
本文提出在图案化反铁磁薄膜中利用重金属点阵列诱导相反 iDMI，构造由体域受限态补偿的反螺旋边缘磁振子，并通过微磁模拟验证。
2023-03-13 cond-mat.mes-hall
Spin current compensation from competing magnon modes in ferrimagnets
本文通过双子晶格最小交换模型研究钆铁石榴石中左右旋磁振子模式的热自旋泵浦竞争，揭示净热生自旋流消失的补偿温度及其与色散支交叉点的非重合关系，为手性磁振子自旋电子器件设计提供新思路。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Antiferromagnetic skyrmion as a magnonic lens
本文提出并验证反铁磁斯格明子在Dzyaloshinskii-Moriya强度超过阈值时可作为自旋波透镜，其机制是通常被磁拓扑掩盖的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用引起的自旋波偏转。
2025-11-08 cond-mat.mes-hall
Helical Magnon Frequency Comb in Synthetic Antiferromagnetic Skyrmion Lattices
Shenzhen Technology University（深圳技术大学）；Shenzhen Key Laboratory of Ultraintense Laser and Advanced Material Technology, Center for Intense Laser Application Technology, and College of Engineering Physics, Shenzhen Technology University（深圳技术大学工程物理学院）；College of Applied Sciences, Shenzhen University（深圳大学应用科学学院）；The Center for Advanced Quantum Studies and School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）；Key Laboratory of Multiscale Spin Physics, Beijing Normal University（北京师范大学多尺度自旋物理重点实验室）；School of Physics, Central South University（中南大学物理学院）
该研究以合成反铁磁斯格明子晶格为对象，结合解析建模与微磁模拟，揭示螺旋磁子边缘态与斯格明子回旋运动的非线性耦合可产生边缘局域的频率梳，证实层间反铁磁耦合可调控频率梳特性，为相干磁子信号处理提供新平台。
2026-08-18 cond-mat.mes-hall
Gigahertz frequency antiferromagnetic resonance and strong magnon-magnon coupling in the layered crystal CrCl3
我们报告宽带微波吸收光谱的层状反铁磁体CrCl 3。我们观察到一个丰富的结构所产生的准二维反铁磁动力学的共振。由于这种材料中的弱层间磁耦合，我们能够观察到在GHz频率范围内的反铁磁共振的光学和声学分支以及它们之间的受保护的交叉。通过旋转对称性破缺，我们进一步证明了在两个共振模之间可以诱导出强的磁振子-磁振子耦合，并具有大的可调带隙。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-Optical Generation of Antiferromagnetic Magnon Currents via the Magnon Circular Photogalvanic Effect
介绍了由受激喇曼散射引起的磁振子圆光电流效应。这为蜂窝状反铁磁绝缘体中圆偏振光产生定向磁振子电流提供了一条全光路。这种效应是光场对磁振子光电流产生的主要贡献。的磁振子电流的偏振和入射角的激光的控制证明。实验检测相当大的反自旋霍尔电压在铂接触提出。
2021-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnonic Analogue of Edelstein Effect in Antiferromagnetic Insulators
我们研究了反铁磁绝缘体中由于温度梯度引起的非平衡自旋极化，这是电子逆自旋电流效应的磁振子模拟。我们推导出共线和非共线反铁磁体的温度梯度诱导自旋极化的线性响应理论，它包括外在和内在的贡献。我们将我们的理论应用到几个非中心对称的反铁磁绝缘体，即，对于一维反铁磁自旋链，单层Kagome非共线反铁磁体，例如，$\text{KFe}_3(\text{OH})_6(\text{SO}_4)_2$和非共线呼吸烧绿石反铁磁体，例如，LiGaCr $_4$ O $_8$ .我们的数值评估的响应张量的形状同意所暗示的磁对称性。假设一个现实的温度梯度的$10 \text{K}/\text{mm}$，我们发现二维自旋密度高达$\sim 10^6\hbar/\text{cm}^2$和三维体积自旋密度高达$\sim 10^{14}\hbar/\text{cm}^3$，鼓励实验检测。
2019-09-30 cond-mat.mes-hall
Signature of magnon Nernst effect in an antiferromagnetic insulator
实验研究了与铁磁绝缘体中磁振子霍尔效应类似的磁振子能斯特效应。在MnPS3单晶上生长的Pt条中的热电电压在低温下表现出非单调的温度依赖性，这不能用Pt中的电子起源来解释，但可以归因于由磁振子能斯特效应引起的逆自旋霍尔电压。通过磁电冷却控制MnPS3晶体中的反铁磁畴，可以调制Pt中的低温热电势，这证实了Pt中的磁振子能斯特效应的出现|MnPS3杂化结构。
2017-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity at metal-antiferromagnetic insulator interfaces
反铁磁绝缘体中的磁振子与相邻金属中的传导电子强烈耦合。我们表明，这种界面的关系可以导致超导性的三层金属夹在两个反铁磁绝缘体。临界温度与磁振子能隙密切相关，其可以在太赫兹范围内。我们估计MnF $_2$ -Au-MnF $_2$的临界温度约为1 K。在金属-反铁磁体界面处的Umklapp散射导致d波超导配对，与铁磁体中由磁振子介导的p波超导相反。
2019-03-30 cond-mat.mes-hall
Impulsive Fermi magnon-phonon resonance in antiferromagnetic $CoF_{2}$
本研究利用强窄带太赫兹脉冲和可调磁场，在反铁磁体 $CoF_{2}$ 中实验实现了费米磁振子-声子共振，揭示了非线性自旋-晶格耦合对相干磁振子-声子能量交换的控制机制。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall
Handedness manipulation of propagating antiferromagnetic magnons
该研究针对反铁磁磁振子手性调控难题，在垂直磁化人工反铁磁体中实现传播磁振子手性的电读出与操控，通过逆自旋霍尔效应电压识别手性，利用微波频率调控手性，为反铁磁磁子学应用提供新途径。
2024-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Antiferromagnetic Magnon Pseudospin Dynamics and the Hanle effect
我们报告的实验证明相干控制的磁振子自旋输运和赝自旋动力学的反铁磁绝缘体赤铁矿的薄膜利用两个Pt条的全电磁振子注入和检测。在探测器上测得的磁振子自旋信号揭示了其极性随外加磁场的振荡。我们定量解释我们的实验中的扩散磁振子运输和磁振子赝自旋的易平面各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用所造成的相干进动。这一实验观察可以被视为电子汉勒效应和Datta-Das晶体管的磁振子模拟，开启了反铁磁振子的高潜力，实现了丰富的电子启发现象。
2020-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic magnon transport in an antiferromagnetic trilayer heterostructure: is BiFeO$_3$ an altermagnet?
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Rice University（莱斯大学）；Cornell University（康奈尔大学）；University of Arkansas（阿肯色大学）
研究揭示BiFeO₃在反铁磁三明治异质结构中的各向异性磁子传输特性，发现其作为替代磁体的潜力。
2026-01-08 cond-mat.mes-hall
Theory of spin transport through antiferromagnetic insulator
在两重金属接触的正/反自旋霍尔效应驱动/探测情况下，给出了反铁磁绝缘体中自旋输运的理论公式.自旋信号被证明是由反铁磁体的铁磁关联函数，这是计算的基础上的磁振子表示。为了覆盖高温制度，我们包括一个辅助字段表示短AF相关性和温度依赖性阻尼由于磁振子散射。自旋的扩散长度很长，接近两个AF磁振子的简并度，并且在Néel转变附近有一个最大值。
2019-03-18 cond-mat.mes-hall
Magnon drag in a metal-insulating antiferromagnet bilayer
我们研究了由反铁磁绝缘体和正常金属组成的双层结构。在正常金属中驱动电子电流，其方向平行于材料之间的界面。由于反铁磁体中的局域自旋与正常金属中的巡游电子之间的界面交换耦合，反铁磁体中可以感应出磁振子电流。使用一个未补偿的反铁磁界面，创建一个不对称的界面耦合到两个简并的磁振子模式，我们发现，它是可能产生的磁振子自旋电流。磁振子自旋电流可以通过提高温度或自旋分裂磁振子模来增强。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall
Cavity-Enhanced Optical Manipulation of Antiferromagnetic Magnon-Pairs
该研究提出利用驱动光学腔的反作用实现反铁磁中磁子对的压缩稳态，通过调节失谐可控制耗散符号，在红失谐下产生压缩态，在共振和蓝失谐下出现极限环与混沌，为量子信息处理提供新平台。
2024-09-16 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
Observation of single antiferromagnetic magnon modes through tunnelling spectroscopy of spin-1/2 Kitaev system a-RuCl3
University of Manchester（曼彻斯特大学）
研究a-RuCl3薄膜在室温下的n型半导体性质及低温下反铁磁序的单磁子模式，为量子自旋液体态的电子特性研究提供实验基础。
2026-07-24 cond-mat.mes-hall
Excitation and detection of coherent sub-terahertz magnons in ferromagnetic and antiferromagnetic heterostructures
相干高频磁振子（自旋波量子）的激发对高速磁振子器件的发展至关重要。在这里，我们计算演示了激发相干亚太赫兹（THz）磁振子在铁磁（FM）和反铁磁（AFM）薄膜的皮秒光声脉冲。分析计算也揭示了磁振子激发机制。通过自旋泵浦和自旋-电荷转换，这些磁振子可以将亚太赫兹电荷电流注入相邻的重金属膜，从而发射电磁（EM）波。使用一个动态相场模型，考虑耦合动力学的声波，自旋波，和EM波，我们表明，所发射的EM波保留了所有的子太赫兹磁振子模式的光谱信息，并具有足够大的幅度近场检测。这些预测表明，亚太赫兹磁振子的激发和检测可以实现在合理设计的FM或AFM薄膜异质结构，通过超快光泵太赫兹发射探测光谱。
2022-06-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Cavity based sensing of antiferromagnetic canting and nonzero-momentum spin waves in a van der Waals cavity-magnon-polariton system
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究所）；Indian Institute of Technology Palakkad（印度理工学院帕拉卡德分校）
研究通过磁控腔体探测CrCl3中抗铁磁偏转和非零动量自旋波，发现磁场影响磁子-光子耦合强度非单调变化，揭示了自旋 flop 转变和非耦合传播模式。
2025-12-04 cond-mat.mes-hall
Thermal Hall effect of magnons in collinear antiferromagnetic insulators: signatures of magnetic and topological phase transitions
我们从理论上证明了共线反铁磁绝缘体中磁振子的热霍尔效应是磁振子谱中磁性和拓扑相变的一个指标。本文计算了蜂窝晶格上反铁磁体磁振子在温度梯度作用下的横向热流。施加的磁场驱动系统从反铁磁相经由自旋翻转相进入场极化相。除了这些磁相变，我们发现拓扑相变内的自旋翻转相位。这两种类型的转变表现在显着和显着的特点，在热导率;取决于温度，电导率的几个数量级的变化，提供了一个工具，以实验辨别这两种类型的相变。我们包括范德华磁体MnPS $_3$的数值结果。
2021-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermal magnetoresistance from magnon scattering from a domain wall in an antiferromagnetic insulator
本文理论研究了反铁磁绝缘体中畴壁在磁场作用下对磁振子热输运的调控，发现磁场解除磁振子模式简并并与畴壁反射共同导致热磁阻，提出畴壁可作为磁振子热流的可控元件。
2024-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Magnon versus electron mediated spin-transfer torque exerted by spin currents across antiferromagnetic insulator to switch magnetization of adjacent ferromagnetic metal
最近的实验[Y。Wang等人，Science 366，1125（2019）]关于磁振子介导的自旋转移矩（MSTT）的解释是，通过在反铁磁绝缘体（AFI）的一个表面上施加非平衡电子自旋密度，因此，它们在AFI上的传播剥夺了传导电子，最终导致铁磁金属（FM）的磁化反转，附着于AFI的相对表面。我们采用最近发展的时间相关的非平衡格林函数结合Landau-Lifshitz-Gilbert方程（TDNEF +LLG）形式主义来演化传导电子的量子力学，而它们通过自洽反作用与经典的原子自旋动力学描述的局域磁矩相互作用求解LLG方程组。在注入方波电流脉冲作为初始条件时，FM偏振器/AFI/FM分析器结的TDNEGF+LLG模拟表明，在FM分析器内的局部磁矩反转在需要更大的脉冲高度和更长的持续时间的意义上是效率较低的，比传统的电子介导的STT（ESTT）驱动标准FM偏振器/正常金属/FM分析器自旋阀中的磁化切换。由于由AFI的自旋泵浦产生的电子和由AFI的直接传输产生的磁振子，自旋电流被注入FM分析器，其局部磁矩将经历MSTT和ESTT的组合。然而，通过人为地关闭ESTT，我们证明了MSTT起着主导作用，因此，其理解为没有电子部件的全磁振子驱动磁化开关器件铺平了道路。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall
Antiferromagnetic magnon pseudospin: Dynamics and diffusive transport
我们制定了一个理论描述的反铁磁振子及其输运的相关的赝自旋。这个公式的必要性和强度来自于反铁磁本征模，该本征模是由自旋向上和自旋向下的磁振子的叠加形成的，取决于材料的各向异性。因此，一个类似于自旋1/2电子的描述被证明，同时占反铁磁本征模的玻色子性质。引入赝自旋化学势和赝场的概念，并将磁振子自旋与赝自旋联系起来，可以对具有任何各向异性和相互作用的反铁磁绝缘体中的扩散自旋输运进行一致的描述。采用的形式主义发展，我们阐明了最近的非局域自旋输运实验的一般特点，在反铁磁绝缘体托管具有不同的极化磁振子。本文发展的赝自旋形式对任何耦合玻色子对都是有效的，并且可能在包括相互作用玻色子模的其他系统中有用。
2020-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Nonequilibrium magnons from hot electrons in antiferromagnetic systems
本文提出一种非热磁振子激活机制，通过超快强激光脉冲激发的局部平衡自旋未极化热电子，在AFM系统中产生亚纳秒尺度的非平衡磁振子布居，并可通过外部磁场进行额外操控，为超快控制AFM自旋动力学铺平道路。
2023-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Unidirectional Spin Hall Magnetoresistance in Antiferromagnetic Heterostructures
单向自旋霍尔磁电阻（USMR）在重金属/铁磁体（HM/FM）双层膜系统中已被广泛报道。我们在Pt/α-Fe_2 O_3双层膜中观察到USMR，其中α-Fe_2 O_3是反铁磁（AFM）绝缘体。系统的场和温度相关的测量证实了磁振子起源的USMR。原子力显微镜-超磁共振的出现是由热随机场产生的自旋轨道力矩引起的原子力显微镜磁振子产生和湮灭的不平衡所驱动的。然而，与铁磁对应物不同的是，理论模型表明，Pt/α-Fe 2 O3中的USMR由反铁磁振子数决定，并且具有非单调的场依赖性。我们的研究结果扩展了USMR的通用性，为AF自旋状态的高灵敏度检测铺平了道路。
2022-07-21 cond-mat.mes-hall
Magnon-polarons in cubic collinear Antiferromagnets
本文对反铁磁体中磁振子与声子-磁振子-极化子杂化所形成的激发态进行了理论研究。我们首先概述了一个一般的方法来确定哪些磁振子和声子模式可以和不能杂交的系统，从而解决有关磁振子极化子形成的定性问题。作为一个具体的和实验相关的情况下，我们研究了氧化镍定量和定性分析发现完美的协议，从而突出了前者的实力。我们发现反铁磁磁振子极化子有两个不同于铁磁磁振子的显著特征。首先，在许多立方反铁磁结构中，期望磁振子和纵向声子模式之间的杂化。第二，我们发现某些杂化的存在可以通过外部磁场来控制，这种效应是除了相对于声子模式移动磁振子模式的能力之外的。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall
Interlayer Couplings Mediated by Antiferromagnetic Magnons
共线反铁磁体（AF）支持两个携带相反自旋极化的简并磁振子激发，由此磁振子可以在各种自旋相关现象中充当电子。在绝缘铁磁体（F）/AF/F三层结构中，通过计算AF中磁振子的热能随F取向的变化，研究了磁振子介导的层间耦合.该效应表现为层间交换相互作用和垂直磁各向异性，它们都依赖于温度和AF厚度。特别是，交换相互作用在低温下是反铁磁性的，在高温下是铁磁性的，其幅度可以是$10-100$ $μ$ eV的纳米级分离，允许实验验证。
2018-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Micromagnetic study of spin transport in easy-plane antiferromagnetic insulators
针对易面反铁磁绝缘体磁振子本征模被认为无净自旋角动量的问题，通过微磁学模拟发现外磁场可调控磁振子本征模与自旋输运偏振，其机制为正交线偏振磁振子的相干拍频，为按需调控自旋信号开辟了路径。
2023-05-12 cond-mat.mes-hall
Strong and tunable coupling between antiferromagnetic magnons and surface plasmons
本研究利用反铁磁体的线偏振自旋波，在二维材料/反铁磁体混合结构中实现了反铁磁磁振子与表面等离激元的强可调耦合，还发现等离激元可辅助远距离反铁磁体耦合，为相关交叉研究提供新平台。
2024-09-15 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
Antiferromagnetic magnons as highly squeezed Fock states underlying quantum correlations
利用量子光学中双模压缩态的概念，我们给出了反铁磁基态和激发态的物理图象。在N{é}el有序组态上叠加的自旋翻转被限制在一个子晶格上，称为子晶格磁振子。我们发现，反铁磁自旋上的磁振子是由一个量子叠加态与$n+1$自旋上和$n$自旋下的亚晶格磁振子，因此是一个巨大的激发，尽管它的单位净自旋。因此，它的大的亚晶格自旋可以放大它与其他激发的耦合。采用冯诺伊曼熵作为一种措施，我们表明，反铁磁本征模表现出高度的纠缠之间的两个亚晶格，从而建立反铁磁水库强量子关联。基于这些新的见解，我们概述了利用强量子特性的反铁磁（压缩）磁振子的战略，并给出了一个直观的解释最近的实验和理论研究结果在反铁磁磁振子自旋电子学。
2019-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Strong photon coupling to high-frequency antiferromagnetic magnons via topological surface states
本研究利用拓扑绝缘体表面态介导，通过全量子路径积分方法实现了反铁磁磁振子与微波腔光子的高频强耦合，耦合强度较直接耦合高数个量级，有望推动高频腔磁振子学在量子信息技术中的应用。
2025-09-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of Dyakonov-Perel-type magnon spin relaxation in uniaxial antiferromagnetic insulators
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Quantum Science Center of Guangdong–Hong Kong–Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））；Beijing Normal University（北京师范大学）；Fudan University（复旦大学）
本研究在Cr2O3和alpha-Fe2O3单轴反铁磁绝缘体中观测到Dyakonov-Perel型磁振子自旋弛豫机制，并通过模型解释了磁场增强的非局域信号及扩散长度变化，为低耗散反铁磁自旋电子器件提供基础。
2026-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Renormalization of antiferromagnetic magnons by superconducting condensate and quasiparticles
本文提出利用反铁磁绝缘体与正常或超导金属界面的未补偿磁矩诱导有效交换场，通过准粒子自旋极化和自旋三重态库珀对屏蔽使磁振子色散重整化，实现无外磁场下简并磁振子模式劈裂，并可用于测量界面有效交换场幅值。
2023-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
All-magnonic Stern-Gerlach effect in antiferromagnets
Stern-Gerlach（SG）效应是众所周知的，因为磁场梯度使携带磁矩的原子束分裂，导致电子自旋的概念。反铁磁体可以容纳两个自旋极化方向相反的磁振子模，这与电子的自旋性质相当。本文提出了反铁磁子系统中存在全磁子SG效应，即线偏振的自旋波束被直的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction）界面偏转成两个沿两个离散方向传播的相反偏振的自旋波束.此外，我们观察到反铁磁自旋波的双聚焦弯曲的界面，这也可以空间分离的热磁振子与相反的极化。我们的研究结果为理解反铁磁振子自旋的丰富现象提供了一个独特的视角，并将有助于反铁磁自旋电子器件的极化相关应用。
2022-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hallmarks of terahertz magnon currents in an antiferromagnetic insulator
本文利用飞秒激光在Py|NiO|Pt结构中激发超快自旋电流，发现NiO中自旋电流速度可达40 nm/ps，并通过非相干磁振子弹道输运解释延迟与展宽现象，为表征磁性绝缘体中太赫兹磁振子输运提供了通用方法。
2025-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic cavity magnon polaritons in collinear and canted phases of hematite
腔自旋电子学探索在自旋电子学和量子现象之间的界面处的轻物质相互作用。迄今为止，研究主要集中在铁磁体与腔光子的杂化上，本文实现了反铁磁腔磁振子极化激元。单个赤铁矿晶体（α-Fe_2 O_3）中的集体自旋运动与具有所需特定对称性的18 - 45 GHz微波腔光子杂交。通过对Morin跃迁的测量，我们从理论和实验上证明了共线相的光子-磁振子耦合是由动力学Neel矢量和倾斜相的弱磁矩介导的.的耦合强度g示出与各向异性场的共线相和与Dzyaloshinskiii-Moriya场在倾斜相的比例。我们实现了强耦合制度在倾斜（C > 25在300 K）和非共线相（C > 4在150 K），从而与反铁磁相干信息交换。这些结果证明了一个通用的策略，以实现反铁磁腔磁振子极化激元不同的对称性，打开反铁磁材料的领域的腔自旋电子学。
2022-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon-induced superconductivity in a topological insulator coupled to ferro- and antiferromagnetic insulators
研究了三维拓扑绝缘体表面狄拉克费米子与铁磁或反铁磁绝缘体中磁涨落的邻近耦合作用。我们的结果表明，磁涨落可以介导安培型和BCS型狄拉克费米子之间的吸引相互作用。在铁磁的情况下，我们发现费米子之间的配对与平行动量，所谓的安培配对，每当有效的拉格朗日的磁波动不包含一个二次项。对相互作用也随着费米动量的增加而增加，这与以前在高化学势极限下的研究结果一致。如果存在二次项，则在一定的化学势以上，配对不是BCS型。在反铁磁的情况下，BCS配对发生在同一子晶格上的磁振子之间的铁磁耦合超过不同子晶格上的磁振子之间的反铁磁耦合。在参数空间中的这个区域之外，我们再次发现实现了安培配对。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-local magnon transport in the compensated ferrimagnet GdIG
本文研究了磁振子在补偿铁磁绝缘体Gd_3Fe_5O_（12）（GdIG）中的扩散输运。磁振子的注入和检测电在非本地测量配置通过两个平行的铂条沉积在铁磁顶部。GdIG表现出丰富的磁振子谱，在室温下有几个热布居磁振子带。我们观察到一个很强的温度和场的依赖性的非本地电压的检测条。在磁化补偿温度以下，我们发现增加的磁场引起非局部信号的意外增强。与原子模型得到的GdIG自旋波谱的比较表明，热磁振子布居对于理解非局域电压信号是重要的。
2017-05-08 cond-mat.mes-hall
Thickness-dependent magnon spin transport in antiferromagnetic insulators: Crossover from quasi-three-dimensional to quasi-two-dimensional regimes
Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；ENSTA, Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工学院 ENSTA）
研究发现反铁磁绝缘体中磁旋子传输在临界厚度时从近三维到近二维转变，揭示了厚度依赖的磁旋子扩散机制及其在自旋电子器件中的应用潜力。
2026-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal Magnon Hanle Effect in Antiferromagnetic $α$-Fe$_2$O$_3$
Walther-Meissner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften（瓦尔特·迈斯纳研究所，巴伐利亚科学院）；TUM School of Natural Sciences, Technische Universität München（慕尼黑工业大学自然科学学院）；Condensed Matter Physics Center (IFIMAC) and Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学凝聚态物理中心（IFIMAC）和凝聚态物质理论物理系）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
研究在反铁磁α-Fe₂O₃中观测到非互易磁子Hanle效应，互换Pt电极角色会改变磁子自旋信号，该差值随磁场变化且在补偿场处符号反转，为反铁磁磁子学的类电子学现象应用提供了新可能。
2026-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
