Giant magnon spin conductivity approaching the two-dimensional transport regime in ultrathin yttrium iron garnet films
电导率是控制各种类型的传输（电子电荷、自旋、热等）的关键材料参数。由热力学驱动。磁振子，磁序的基本激发，在磁振子化学势的梯度下流动，磁振子化学势与磁振子（自旋）电导率$σ_{m}$成比例。磁性绝缘体钇铁石榴石（YIG）是有效的磁振子自旋输运的首选材料。在这里，我们报告了一个意想不到的巨人$σ_{m}$在记录薄的YIG薄膜厚度下降到3.7 nm时，被占用的二维（2D）子带的数量从大量减少到几个，这对应于从3D到2D磁振子输运的过渡。我们在室温下提取了二维自旋电导率（$\approx1$ S），与毫开尔文温度下GaAs量子阱中高迁移率二维电子气的（电子）自旋电导率相当。如此高的电导率为开发低耗散磁振子基自旋电子器件提供了独特的机会。
2022-01-12 cond-mat.mes-hall
Spin-transfer-assisted parametric pumping of magnons in yttrium iron garnet
参数泵浦和自旋转移力矩的结合是一种强大的方法，可以对薄膜铁磁体中的磁激励进行高水平的控制。泵浦功率和外场强度等激发参数影响单个磁振子模的不稳定性。我们从理论上探讨了参量泵浦和自旋转移矩的同时作用如何影响薄膜铁磁体中的这些磁不稳定性。在Landau-Lifshitz-Gilbert框架内，我们通过泵浦、自旋转移矩以及两者的结合对钇铁石榴石中的磁振子激发进行了微磁学模拟。我们发现，与实验结果一致，自旋转移力矩的大小和方向调整参数不稳定性阈值。
2022-08-18 cond-mat.mes-hall
Influence of yttrium iron garnet thickness and heater opacity on the nonlocal transport of electrically and thermally excited magnons
研究了钇铁石榴石（YIG）中电激发和热激发磁振子随厚度变化的非局域输运行为。对于电注入的磁振子，非局域信号随着YIG厚度的增加而单调减小。对于热产生的磁振子的非局域行为，或非局域自旋塞贝克效应（SSE），我们观察到的符号反转发生在一定的加热器-探测器的距离，它是由YIG/加热器界面的不透明度和YIG厚度的影响。我们的非局域SSE结果可以定性地解释体驱动SSE机制与磁振子扩散模型。利用二维有限元模型（2D-FEM）估算了室温下YIG的体自旋Seebeck系数。实验和模拟结果之间的定量差异表明，除了磁振子扩散和弛豫，更复杂的过程，特别是接近接触。
2016-08-03 cond-mat.mes-hall
Direct observation of magnon BEC in an out-of-plane magnetized yttrium iron garnet film
玻色-爱因斯坦凝聚发生在玻色粒子的适当密度下，取决于它们的质量和温度。我们在实验上观察到随着磁振子密度的增加，自旋波区向磁振子玻色-爱因斯坦凝聚态（mBEC）的转变。我们用光学方法记录了磁振子密度和相位的空间分布。这是第一次，相干态的固定磁振子被证明远离他们的激发区域。
2023-01-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Lateral transport properties of thermally excited magnons in yttrium iron garnet films
磁振子所携带的自旋信息对计算技术具有重要的意义，基于磁振子的计算电路的发展也引起了人们极大的兴趣。然而，绝缘体中的磁振子输运一直具有挑战性，不同于导体中自旋输运的清晰物理图像。本文研究了钇铁石榴石（YIG）模型磁绝缘体中热激发磁振子的横向输运性质。在非局部几何器件中检测到的自旋的极性反转已经被实验观察到，并且强烈依赖于温度、YIG膜厚度和注入器-检测器分离距离。提出了一个与自旋信号行为定性一致的热激发磁振子竞争双通道输运模型。除了对热磁振子输运的基本意义外，我们的工作还通过创建一个易于获得的具有可控输运的磁振子源来促进磁振子学的发展
2017-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of Bose-Einstein condensation of magnons in Yttrium Iron Garnet films
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；The University of Hong Kong（香港大学）；Landau Institute for Theoretical Physics（朗道理论物理研究所）
研究钇铁 garnet 薄膜中磁极子 Bose-Einstein 凝聚的动力学，揭示强不对称凝聚态导致吸引力相互作用，并建立临界泵浦功率与有效温度的关系。
2025-12-19 cond-mat.mes-hall
Magnon contribution to the magnetoresistance of iron nanowires deposited using pulsed electrodeposition
铁纳米线的正方形截面内的一个新开发的纳米通道模板，允许容易表征脉冲电沉积生长。作为磁场和温度的函数的磁阻的测量在一个大的参数窗口内进行，允许调查的磁振子贡献的磁阻电沉积铁纳米线。提取了与温度相关的磁振子刚度D（T）的值。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlocal magnon-polaron transport in yttrium iron garnet
在磁绝缘体中观察到自旋塞贝克效应（SSE）|重金属双层作为温度梯度下的反自旋霍尔效应电压。也可以非局部地检测SSE，即，根据磁膜上的第二金属接触（检测器）中的电压，该第二金属接触在空间上与用于施加温度偏置的第一接触（注入器）分离。磁振子极化子是磁性材料中的晶格和自旋杂化波，由磁弹性相互作用产生。Kikkawa等人[Phys. Rev. Lett. \textbf{117}，207203（2016）]解释了钇铁石榴石（YIG）中局部SSE的共振增强作为磁振子-极化子形成方面的磁场的函数。本文报道了在不同注入器-探测器间距和样品温度下，在\emph{nonlocal}磁振子自旋注入/探测装置中对磁振子极化子的观测。出乎意料的是，我们发现磁振子-极化子共振可以抑制而不是增强非局域SSE。使用有限元模型，我们解释我们的观察作为一个竞争的SSE和自旋扩散YIG之间。这些结果为关键磁性材料中的磁振子-声子相互作用提供了前所未有的见解。
2017-06-14 cond-mat.mes-hall
Temperature dependence of the magnon spin diffusion length and magnon spin conductivity in the magnetic insulator yttrium iron garnet
我们提出了一个系统的研究扩散磁振子自旋输运的温度依赖性，使用非本地设备的几何形状。在我们的测量中，我们检测自旋信号所产生的电和热的磁振子产生，我们直接提取的磁振子自旋扩散长度$λ_m$的温度从2到293 K。从电和热生成获得的$λ_m$值在实验误差范围内一致，室温下的$λ_m=9.6\pm0.9$ $μ$ m到30 K下的最小值$λ_m=5.5\pm0.7$ $μ$ m。利用二维有限元模型拟合电磁振子产生的数据，我们提取了磁振子自旋电导率$σ_m$作为温度的函数，它从室温下的$σ_m=5.1\pm0.2\times10^5$ S/m降低到5 K下的$σ_m=0.7\pm0.4\times10^5$ S/m.最后，我们观察到一个增强的信号起源于热产生的磁振子的低温，其中观察到的最大值周围$T=7$ K。然而，这种低温增强的解释仍然缺失，需要进一步的调查。
2016-07-06 cond-mat.mes-hall
Multiple three-magnon splittings in bismuth yttrium iron garnet nanostructures
Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, CNRS, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学纳米科学和纳米技术研究中心）；Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学阿尔伯特·费尔特实验室）；LabSTICC, CNRS,Université de Bretagne Occidentale（布雷斯特西布列塔尼大学LabSTICC实验室）
本研究通过Bi-YIG纳米结构实现了多重三磁子分裂的实验观测，利用微聚焦布里渊光散射技术揭示了低阈值下非线性自旋波相互作用的动力学特性。
2026-01-14 cond-mat.mes-hall
Nonlocal magnon spin transport in yttrium iron garnet with tantalum and platinum spin injection/detection electrodes
在非局域实验中研究了磁性绝缘体钇铁石榴石（YIG）中的磁振子自旋输运，并比较了重金属顺磁电极铂（Pt |YIG| Pt）和钽（Ta |YIG| Ta）的磁振子自旋激发和探测。电注入和检测过程依赖于重金属中的（逆）自旋霍尔效应以及重金属处电子自旋和磁振子自旋之间的转换|YIG接口。Pt和Ta具有相反的自旋霍尔角符号。此外，它们与YIG的异质结构具有不同的界面性质，即自旋混合电导。通过改变注入器和探测器之间的距离，研究了磁振子自旋输运。利用基于扩散-弛豫输运理论的电路模型，从Pt和Ta器件中提取了相似的~ 10 μm的磁振子弛豫长度。通过改变注入器和探测器材料，观察到界面性质对磁振子自旋输运的影响。对于Ta器件YIG的自旋混合电导减少与Pt器件相比，这是定量一致的，当比较的依赖性的非本地信号的注入器-检测器的距离与预测从电路模型。
2018-03-30 cond-mat.mes-hall
Observation of terahertz magnon of Kaplan-Kittel exchange resonance in yttrium-iron garnet by Raman spectroscopy
利用线偏振光和圆偏振光对钇铁石榴石单晶进行了背散射拉曼光谱研究。发现了一种太赫兹（THz）磁振子的Kaplan-Kittel（KK）交换共振，这一直被认为是不可观察的通过光学方法。KK交换共振在80 K时具有7.8 THz的频率，并且偏振选择规则导致$A_{2}$模式的反对称拉曼张量。此外，还对所有的拉曼激活声子模$3A_{1g}$、$8E_{g}$和$14T_{2g}$进行了归属.本研究将促进对太赫兹磁振子和声子耦合的进一步研究，并为太赫兹光磁学的发展铺平道路。
2020-11-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin wave localization and guiding by magnon band structure engineering in yttrium iron garnet
在自旋电子学中，自旋波激发在磁有序材料中的传播也可以用来传输和处理信息。在这方面，最受欢迎的材料之一是亚铁磁绝缘体钇铁石榴石，由于其非常小的自旋波阻尼参数。虽然小的弛豫速率允许磁激发的大传播长度，但它也导致磁特性的非局部性。通过对自旋波成像，绘制了它们的能带结构。在这样做时，波矢量的选择，以抑制色散效应在很大程度上允许本地测量自旋弛豫。此外，我们证明了更高的控制磁振子的传播，通过采用波矢量的选择性附近避免交叉的不同自旋波模式的群速度接近零。在这里，本地工程的色散允许构建磁振子波导，并在同一时间揭示了当地的弛豫特性。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall
Magnon hybridization in ferrimagnetic heterostructures
我们研究了磁振子杂交的铁磁异质结构组成的钆铁石榴石和钇铁石榴石层，并显示本地化和扩展的空间分布的磁振子模式与不同的极化。预期这些模式在异质结构上存在温度梯度的情况下具有不同的热激发特性。从纵向自旋Seebeck效应的后果的定量分析，我们预测一个可观察到的转变的符号变化的温度相对于以前观察到的钆铁石榴石。此外，自旋Seebeck信号的符号变化点被发现是可调谐的YIG厚度。我们的结果表明，在亚铁磁异质结构中，有必要考虑磁振子模之间的温度差。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall
Non-local magnon-based transport in yttrium iron garnet/platinum heterostructures at high temperatures
重金属薄膜中的自旋霍尔效应允许通过磁输运测量来探测相邻磁性绝缘体的磁性。在这里，我们调查的磁阻响应的钇铁石榴石/铂异质结构从室温到超过居里温度$T_\mathrm{C, YIG} \approx 560\,\mathrm{K}$的亚铁磁绝缘体。我们发现，（本地）自旋霍尔磁电阻的幅度从$300\,\mathrm{K}$对$T_\mathrm{C}$单调下降，模仿钇铁石榴石的饱和磁化强度的演变。有趣的是，自旋霍尔磁电阻在$500\,\mathrm{K}$周围消失，远低于$T_\mathrm{C}$，我们将其归因于通过互扩散形成的寄生界面层。如已经报道的，在室温附近，非局部磁振子介导的磁阻表现出幂律缩放$T^α$与$α= 3/2$。在$420\,\mathrm{K}$附近，指数逐渐减小到$α\sim 1/2$，然后非局域磁阻在与自旋霍尔磁阻相似的温度下迅速消失。我们归因于减少$α$在高温下增加的热磁振子人口，这导致增强的非平衡磁振子人口的散射和减少的磁振子扩散长度。最后，我们发现一个磁场无关的偏移电压的非本地信号$T > 470\,\mathrm{K}$，我们通过通常绝缘的钇铁石榴石膜的电子泄漏电流。实际上，该非局部偏移电压是用接近带隙的能量热激活的。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall
Reversal of nanomagnets by propagating magnons in ferrimagnetic yttrium iron garnet enabling nonvolatile magnon memory
本文提出利用钇铁石榴石自旋波总线中传播的磁振子，在纳瓦级功率下反转铁磁纳米条带阵列，实现角动量流的非易失性存储，为突破冯·诺依曼瓶颈的磁振子内存计算奠定基础。
2022-08-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Low-Field Regime of Magnon Transport in Yttrium Iron Garnet
本文研究YIG薄膜中磁振子输运的低场与无场区，发现零场极限才能完全消除磁场对扩散长度的抑制，并通过模拟揭示面内单轴各向异性是控制无场工作的关键参数，低温下该有效场增强十倍。
2024-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Spin Seebeck effect and ballistic transport of quasi-acoustic magnons in room-temperature yttrium iron garnet films
研究了不同厚度的镀铂钇铁石榴石（YIG）薄膜中纵向自旋塞贝克效应（LSSE）产生的自旋电流的瞬态行为。通过脉冲微波加热Pt层诱导LSSE，并使用相同层中的逆自旋霍尔效应电测量自旋电流。我们证明了LSSE的时间演化是由触发YIG/Pt界面附近热磁振子通量的热梯度的演化决定的。这些磁振子在YIG膜内以恒定的群速度弹道运动，而它们的数量在有效传播长度内呈指数衰减。能量在20 K以上的磁振子的弹道飞行是其几乎线性色散定律的结果，类似于声学声子。通过拟合随时间变化的LSSE信号，不同的膜厚度变化几乎一个数量级，我们发现，有效的传播长度实际上是独立的YIG膜厚度。我们认为这一事实的强有力的支持弹道输运方案-准声学磁振子在室温YIG的弹道传播。
2018-02-26 cond-mat.mes-hall
Magnon and Phonon Dispersion, Lifetime and Thermal Conductivity of Iron from Spin-Lattice Dynamics Simulations
近年来，自旋热的基本物理学（即，磁振子-声子）相互作用已经吸引了重要的实验和理论兴趣，因为它在诸如自旋热电、自旋热电子学和自旋电子学的领域中具有潜在的范式转变影响。磁振子和声子在磁性晶体中输运的模拟研究是非常罕见的。在本文中，我们使用自旋晶格动力学（SLD）模拟的铁磁晶体铁，其中的自旋和晶格系统耦合通过原子的位置相关的交换函数，从而自然地考虑磁振子和声子之间的相互作用。然后，我们提出了一种结合SLD模拟和光谱能量分析的方法来计算磁振子和声子谐波（例如，色散、比热、群速度）和非谐（例如，散射率）性质，基于这些性质计算它们的热导率值。这项工作代表了一个例子，使用SLD模拟来了解涉及耦合磁振子和声子动力学的输运性质。
2017-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnon-phonon interactions in magnetic insulators
我们解决磁振子-声子相互作用的理论和计算相应的准粒子和运输寿命在磁性绝缘体中，专注于钇铁石榴石在中间温度从各向异性和交换介导的磁振子-声子相互作用，后者是来自体积依赖的居里温度。我们发现，在一般弱的影响声子散射的磁振子输运和吉尔伯特阻尼的宏自旋Kittel模式。在较短的波长下，磁振子输运寿命不同于准粒子寿命。
2019-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Accumulation of magnetoelastic bosons in yttrium iron garnet: kinetic theory and wave vector resolved Brillouin light scattering
我们推导并求解了描述磁弹性玻色子在磁绝缘体钇铁石榴石薄膜中实现的过剩磁振子气体中积累的量子动力学方程。我们表明，在存在的磁振子凝聚，有一个非平衡的稳定状态，其中非相干磁弹性玻色子积累在一个狭窄的区域中的动量空间的能量略低于底部的磁振子谱。计算结果与钇铁石榴石中磁振子和磁弹玻色子稳态非平衡态的布里渊光散射测量结果符合得很好。
2022-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Observation of magnon-mediated current drag in Pt/yttrium iron garnet/Pt(Ta) trilayers
纯自旋流是一种自旋角动量流，没有任何伴随的净电荷流，它以两种常见的方式产生。一种是利用自旋霍尔效应在具有强自旋-轨道耦合的普通金属（NM）中，例如Pt或Ta。另一种是利用磁矩或自旋波与称为磁振子的准粒子激发的集体运动。后者的一种流行材料是钇铁石榴石，一种磁绝缘体（MI）。在这里，我们证明了在NM/MI/NM三层，这两种类型的自旋电流是相互转换的接口，预测作为磁振子介导的电流拖动现象。传输信号与驱动电流线性成比例，没有阈值，并遵循幂律，其中n的范围从1.5到2.5。我们的研究结果表明，NM/MI/NM三层结构可以作为一个可扩展的纯自旋电流阀器件，这是一个必不可少的组成部分，在自旋电子学。
2016-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long lifetime of thermally-excited magnons in bulk yttrium iron garnet
自旋电流是由于热流动而在磁性材料中产生的，这种效应称为内禀自旋-塞贝克。这种体玻色子自旋电流由扩散的热磁振子云组成，由磁振子化学势（$μ_{m}$）参数化，在钇铁石榴石（YIG）中具有几微米的扩散长度。瞬态光热测量自旋塞贝克效应（SSE）作为温度的函数揭示了$μ_{m}$的时间演化，由于本征SSE在YIG。界面SSE在< 2 ns while the intrinsic SSE signal continues to evolve at times >500 $μ$ s时发展，主导了体YIG中SSE的温度依赖性。利用有限元方法（FEM）将含时SSE数据拟合到一个多温度耦合自旋/热输运模型中，其中磁振子自旋寿命（$τ$）和磁振子-声子热化时间（$τ_{mp}$）作为拟合参数.从300 K到4 K，$τ_{mp}$的变化范围为1 ~ 10 ns，而$τ$的变化范围为2 ~ 60 $μ$ s，自旋寿命在90 K达到峰值。在低温下，观察到$τ$的减少与铁磁共振测量中报告的杂质弛豫一致。这些结果表明，热磁振子云YIG包含极低频磁振子（~10 GHz）提供光谱洞察微观散射过程中涉及的磁振子自旋/热扩散。
2019-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monocrystalline free standing 3D yttrium iron garnet magnon nano resonators
机械振动和自旋波可以耦合的纳米共振器是一个有趣的概念，可以用于量子信息处理，在不同的激发态之间传递信息。到目前为止，制造具有长寿命自旋波激发子并可能适合作为机械谐振器的独立磁性纳米结构似乎是难以捉摸的。我们证明了独立的单晶钇铁石榴石（YIG）的3D纳米谐振器具有接近理想的磁性能的制造。使用复杂的光刻工艺获得独立的3D结构，该工艺包括室温沉积和剥离非晶YIG以及随后的退火结晶。结晶从衬底成核并跨越结构传播，甚至在几微米的距离上围绕弯曲，以形成例如单晶谐振器，如透射电子显微镜所示。在单个纳米结构的自旋波激发成像的时间分辨扫描克尔显微镜。窄线宽的磁激励表明吉尔伯特阻尼常数只有$α= 2.6 \times 10^{-4}$媲美外延YIG薄膜材料获得的最佳值。新的制造工艺代表了磁振子和磁振子力学的飞跃，因为它提供了前所未有的质量的3D YIG结构。与此同时，它展示了一种全新的制造独立晶体纳米结构的路线，这种结构也可以适用于其他材料系统。
2019-04-05 cond-mat.mes-hall
Iron impurities in gold and silver: Comparison of transport measurements to numerical renormalization group calculations exploiting non-Abelian symmetries
我们考虑了贵金属金和银中的铁杂质，并将电阻率和退相干率的实验数据与数值重整化群结果进行了比较。通过利用非阿贝尔对称性，与以前的计算相比，我们显示了两个量的改进的数值数据[Costi等人，物理修订信函102，056802（2009）]，以丢弃的权重为标准，可靠地判断数值数据的收敛质量。此外，我们还对S = 1/2、1和3/2的全屏蔽近藤模型的磁电阻率进行了有限温度计算，并将结果与银中铁的现有测量结果进行了比较，发现理论与实验之间具有良好的一致性。3/2三通道近藤模型。这为Costi等人的结论提供了额外的支持，后者模型提供了对金和银中铁杂质的近藤物理的良好有效描述。
2013-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Double accumulation and anisotropic transport of magneto-elastic bosons in yttrium iron garnet films
本文研究钇铁石榴石薄膜中磁振子-声子相互作用导致的磁弹玻色子积累，发现积累发生在准声子和准磁振子两个频率相距较远的群中，二者具有各向异性输运特性，并通过理论模型和二维谱分析确定了各群的波矢与频率。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall
Temperature dependent relaxation of dipole-exchange magnons in yttrium iron garnet films
本文实验研究了20 K至340 K范围内YIG薄膜和块体晶体中磁振子的弛豫行为，发现YIG薄膜在150 K以下磁振子弛豫速率显著增加（最高达340 K参考值的10.5倍），并归因于稀土杂质及GGG衬底自旋耦合。
2017-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon, phonon and electron temperature profiles and the spin Seebeck effect in magnetic insulator/normal metal hybrid structures
我们计算的声子，电子和磁振子的温度分布在钇铁石榴石/铂双层扩散理论与适当的边界条件，特别是考虑到界面热阻。计算结果表明，在薄膜杂化材料中，界面磁热导定性地影响磁振子温度。基于公布的材料参数，我们评估的非平衡在钇铁石榴石/铂界面的程度。自旋Seebeck效应的大小来自这种方法比较好的纵向自旋Seebeck效应的实验结果。此外，我们解决的横向自旋塞贝克效应的温度分布。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall
Rayleigh-Jeans condensation of pumped magnons in thin film ferromagnets
我们表明，磁振子凝聚体在薄铁磁薄膜的形成可以解释一个经典的随机非马尔可夫朗道-Lifshitz-吉尔伯特方程的框架内的随机磁场和耗散的属性是由底层的声子动力学。我们数值求解了平行参量泵浦场作用下切向磁化钇铁石榴石薄膜的方程。我们得到一个完整的描述的所有阶段的非平衡时间演化的磁振子气体，这是非常符合实验。我们的计算证明了在室温下实验观察到的钇铁石榴石中磁振子的凝聚是一个纯粹的经典现象，它应该被称为Rayleigh-Jeans而不是玻色-爱因斯坦凝聚。
2015-10-12 cond-mat.mes-hall
Interacting topological Dirac magnons
本研究针对蜂窝状铁磁体中的狄拉克磁振子相互作用问题，采用格林函数与集团展开法推导旋量戴森方程，发现单粒子谱重整化效应，并提出参量放大可调方案，揭示玻色系统中能带几何、相互作用与光场的关联，为磁振子自旋电子器件研究提供新思路。
2023-04-07 cond-mat.mes-hall
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
Coherent pumping of high momentum magnons by light
我们提出在光学腔中激发大量高动量相干磁振子。这是通过两个反向传播的光学模式来实现的，这两个模式被选定的磁振子的频率失谐，类似于受激拉曼散射。在亚毫米尺寸的钇铁石榴石球中，mW激光输入功率产生10^6-10^8个相干磁振子。大的磁振子数量增强了布里渊光散射，这是一种适合访问其量子特性的探针。
2019-11-12 cond-mat.mes-hall
Berry curvature in magnon-phonon hybrid systems
我们从理论上研究了磁振子通过自旋轨道相互作用和偶极相互作用与声学声子杂化所引起的Berry曲率。我们首先讨论了通过偶极相互作用的磁振子-声子杂化，并证明了色散在动量空间中存在无隙点，其中一些形成了一个环。接下来，当自旋轨道和偶极相互作用被认为是，我们表现出各向异性的纹理的Berry曲率和它的分歧，并没有间隙关闭。给出了钇铁石榴石的相应异常速度的真实评价。
2016-11-28 cond-mat.mes-hall
Control of nonlocal magnon spin transport via magnon drift currents
在磁性绝缘体中通过磁振子扩散的自旋输运对于广泛的基于自旋的现象和器件是重要的。然而，缺乏磁振子等效的电力是一个瓶颈。在这项工作中，我们证明了控制产生的钇铁石榴石/铂异质结的磁振子漂移电流。通过对非相干磁振子进行电注入和检测，我们发现了源于界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的磁振子漂移电流。我们可以通过磁场的方向来进一步控制磁振子的漂移。漂移电流使磁振子传播长度相对于扩散的变化最多达$\pm$ 6%。我们推广的磁振子自旋输运理论，包括有限的漂移速度所造成的任何反转不对称相互作用，并获得与我们的实验一致的结果。
2021-06-24 cond-mat.mes-hall
Magnon-magnon interaction induced by nonlinear spin wave dynamics
本研究通过实验和理论证实非线性自旋波动力学可诱导非共振磁振子模式间的有效共振相互作用，观测到强泵浦下的谱分裂，并用三波混频哈密顿量线性化框架解释，为经典与量子计算的新参数区间实验平台开发奠定基础。
2025-06-13 cond-mat.mes-hall
Stability of Bose Einstein condensates of hot magnons in YIG
本文研究了最近发现的钇铁石榴石（YIG）薄膜中磁振子的室温玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的稳定性。我们发现，磁振子-磁振子相互作用强烈依赖于外部磁场的方向，在目前的实验中的BEC实际上是亚稳态的-它只生存，因为有限的尺寸效应，因为BEC密度是非常低的。另一方面，施加一个强场垂直于样品平面导致排斥的磁振子-磁振子相互作用，我们预测，然后可以形成一个高密度的磁振子BEC在这个垂直场的几何形状。
2007-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Electrically induced strong modulation of magnons transport in ultrathin magnetic insulator films
通过磁绝缘体的磁振子输运可以由电流偏置的重金属栅极控制，该重金属栅极通过磁振子密度来调制磁振子电导率。在这里，我们报告的非线性调制效应在10 $\,$ nm厚的钇铁石榴石（YIG）薄膜。调制效率大于40%/mA。对于400 $\,$ nm宽的Pt栅极，在高DC电流密度（2.2 $\times 10^{11}\,$ A/m $^{2}$）下的自旋输运信号饱和，这表明即使在高电流水平下，尽管膜的高磁质量，也不能达到磁不稳定性。
2020-11-16 cond-mat.mes-hall
Observation of Magnetostatic Surface Spin Wave Solitons in Yttrium Iron Garnet Thin Film
本研究通过TR-BLS光谱学在YIG薄膜中观察到磁静表面自旋波孤子，并揭示其源于偶极子间隙机制，为自旋波孤子信息技术的发展提供了新方向。
2025-11-20 cond-mat.mes-hall
Strong coupling of magnons in a YIG sphere to photons in a planar superconducting resonator in the quantum limit
我们报告测量超导共面波导谐振器（CPWR）耦合到一个球的钇铁石榴石。非均匀CPWR场允许我们在球体中激发各种磁振子模式。模式频率和相对耦合强度与理论一致。强耦合被观察到几个模式，即使平均而言，小于一个激励存在于CPWR。方波脉冲的时间响应在模分裂频率处有振荡。这些结果表明磁振子和平面超导量子器件结合的可行性。
2017-09-14 cond-mat.mes-hall
Strong magnon-magnon coupling in an ultralow damping all-magnetic-insulator heterostructure
本研究在TmIG/YIG全绝缘体异质结构中实现了强磁振子-磁振子耦合，其协同性优于金属基体系，且耦合强度可调，为混合磁振子器件提供了新平台。
2023-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-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
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
Magnon Waves on Chains of YIG particles: Dispersion Relations, Faraday Rotation, and Power Transmission
本文计算了球形或圆柱形钇铁石榴石（YIG）颗粒周期链上磁振子波的色散关系。我们使用准静态近似，当$kd \ll 1$，其中$k$是波数和$d$粒子间距适当。在这种情况下，由于相邻粒子上的局域磁激发之间的磁偶极-偶极相互作用，色散磁振子波可以沿着链传播。波类似于由相邻金属颗粒上的等离子体激元之间的电偶极-偶极相互作用产生的等离子体激元波。磁振子波可以是纵向（$L$）、横向（$T$）或椭圆偏振的。我们发现线偏振磁振子波在沿链传播时发生法拉第旋转。法拉第旋转的量可以通过改变磁导率张量的非对角分量来调节。我们还讨论了使用这些耦合的磁振子波沿链的无线电力传输的可能性。
2016-05-28 cond-mat.mes-hall
Magnetoelastic coupling in stripe-domain states of yttrium iron garnet
University College London（伦敦大学学院）；Imperial College London（帝国理工学院）；Japan Atomic Energy Agency（日本原子能机构）；The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所新兴物质科学中心）；WPI-Advanced Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学材料研究高等研究院）
该研究针对GGG衬底上的3μm厚YIG薄膜，通过铁磁共振和有限元模拟揭示其条纹畴态中磁振子-声子弱耦合源于相位与畴符号抵消，确立磁织构可作为磁振子-声子耦合的控制参数。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Investigation of Phonon Lifetimes and Magnon-Phonon Coupling in YIG/GGG Hybrid Magnonic Systems in the Diffraction Limited Regime
本研究建立了一种建模方法，用于设计YIG/GGG混合磁振子HBAR结构，以实现高密度、长寿命量子存储器，并发现共焦结构可显著提升集成密度。
2023-11-29 cond-mat.mes-hall
Stabilizing Mechanism for Bose-Einstein Condensation of Interacting Magnons in Ferrimagnets and Ferromagnets
提出了亚铁磁体和铁磁体中相互作用磁振子的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）的稳定化机制。通过研究磁振子-磁振子相互作用对一个铁磁物质和两个铁磁物质中磁振子BEC稳定性的影响，我们表明，在铁磁物质和具有亚晶格结构的铁磁物质中，即使存在磁振子-磁振子相互作用，磁振子BEC仍然保持稳定，而在没有亚晶格结构的铁磁物质中，磁振子BEC变得不稳定。这表明亚晶格结构的存在是稳定相互作用磁振子BEC的关键，而亚铁磁体和铁磁体的自旋排列之间的差异是无关紧要的。我们的结果解决了钇铁石榴石磁振子BEC实验与理论之间的矛盾。我们的理论框架可以提供一个起点，了解的物理磁振子BEC，包括相互作用的影响。
2018-11-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exchange-enhanced Ultrastrong Magnon-Magnon Coupling in a Compensated Ferrimagnet
（准）粒子间的超强耦合由于其潜在的应用价值和丰富的物理基础而受到人们的广泛关注。由于电磁相互作用产生的耦合现象进行了很好的探讨。在磁有序系统中，量子力学交换相互作用应该进一步实现根本不同的耦合机制。在这里，我们报告了在补偿亚铁磁体中观察到的超强层内交换增强的磁振子-磁振子耦合。利用宽带铁磁共振技术对钆铁石榴石单晶的自旋动力学进行了实验研究。在亚铁磁补偿温度附近，我们观察到顺时针和逆时针磁振子模的超强耦合。磁振子-磁振子耦合强度达到模频率的30%以上，并且可以通过改变外部磁场的方向来调谐。我们从理论上解释了观察到的现象，即由弱立方各向异性介导的交换增强模式耦合。
2019-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of magnon cross-Kerr effect in cavity magnonics
当存在一定的场不均匀性时，偏置亚铁磁晶体除了均匀旋进的Kittel模外，还将表现出高阶静磁（HMS）模。在腔磁振子学中，我们从实验和理论上证明了Kittel模和HMS模之间的交叉克尔型相互作用。当Kittel模式被驱动以产生一定数量的激励时，HMS模式显示相应的频移，反之亦然。交叉克尔效应是由这两个自旋波模式之间的交换相互作用引起的。利用交叉克尔效应，我们实现并集成了一个只有一个钇铁石榴石球的多模腔磁振子系统。我们的研究结果将为磁化动力学研究带来新的方法，并通过将静磁模-模相互作用作为操作自由度来为新型腔磁振子器件铺平道路。
2021-12-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of thermally activated coherent magnon-magnon coupling in a magnonic hybrid system
该研究用微聚焦布里渊光散射在 YIG/Py 双层中观测热激活磁振子的相干强耦合，并通过与电激发检测对比揭示宽波矢混合机制。
2025-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Control of magnon-photon coupling by spin torque
通过对广义Landau-Lifshitz-Gilbert方程和RLC方程进行经典积分，讨论了阻尼和类场力矩对磁振子-光子耦合过程的影响.我们发现，如果达到一定的阈值，可以通过改变直流电流密度$J$的方向来控制两个杂化模式之间的间隙在样品中的阻尼参数为$10^{-3}$的顺序。我们的研究结果表明，在钇铁石榴石/Pt混合结构的实验实现的磁振子-光子耦合控制机制是可行的。
2023-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nonreciprocal Bistability in Coupled Nonlinear Cavity Magnonics
Wenzhou University（温州大学）；International Quantum Academy（国际量子科学院）
该研究通过引入非线性元件，实现基于凯尔磁子的高可调非互易双稳态系统，展示了在不同耦合条件下增强磁子非互易性的方法。
2025-12-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Current-Controlled Magnon-Magnon Coupling in an On-Chip Cavity Resonator
该研究在BiYIG超薄膜中实现电流控制的腔模与边界模磁振子-磁振子耦合，揭示了自旋电流注入和微波功率对耦合的调控作用，为自旋电流-磁振子相互作用研究和片上可重构磁振子器件设计提供平台。
2025-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
