It is a conventional wisdom that a left-hand microwave cannot efficiently excite the spin wave (SW) in ferromagnets, due to the constraint of angular momentum conservation. In this work, we show that the left-hand microwave can drive nonreciprocal SWs in the presence of a strong ellipticity-mismatch between the microwave and precessing magnetization. A critical frequency is predicted, at which the left-hand microwave cannot excite SWs. Away from it the SW amplitude sensitively depends on the ellipticity of left-hand microwaves, in sharp contrast to the case driven by right-hand ones. By tuning the microwave frequency, we observe a switchable SW non-reciprocity in a ferromagnetic single layer. A mode-dependent mutual demagnetizing factor is proposed to explain this finding. Our work advances the understanding of the photon-magnon conversion, and paves the way to designing diode-like functionalities in nano-scaled magnonics.
Nonreciprocal magnon propagation in a noncentrosymmetric ferromagnet
相对论自旋轨道相互作用极大地改变了电子能带，赋予了涌现功能。其中一个例子是Rashba效应。在非中心对称系统中，如界面和极性材料，由于自旋-轨道相互作用，电子能带会根据动量方向发生自旋分裂，这对于自旋电流的电操纵是非常有用的。磁性材料中的自旋波（磁振子）也出现了类似的相对论能带修正。Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用是由自旋-轨道相互作用产生的反对称交换相互作用，在非中心对称的铁磁体中，这种相互作用引起的非对称磁振子带色散是理论预期的，并且最近在实验中观察到了这种非对称磁振子带色散.在这里，我们证明了非中心对称亚铁磁体LiFe $_5$ O $_8$中的非对称磁振子带可以引起非互易微波响应。这一结果为基于相对论能带工程的磁振子器件的设计提供了一条新的途径。
Strong coupling between propagating spin wave and microwave photons in a superconducting resonator
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Carthage College（卡里奇学院）；Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；Chungnam National University（忠南国立大学）
Nonreciprocal Atomic Scattering: A saturable, quantum Yagi-Uda antenna
最近对一维波导中的一对原子的理论研究发现，在低功率下，系统对来自相反方向的入射场的响应是不对称的。由于该装置中没有明确的时间反演对称性破缺元素，这引起了一些争论。在这里，我们表明，不对称性产生于形成的准暗态的两个原子，在极低的功率饱和。在这种情况下，非线性饱和性明确打破了洛伦兹互易定理的假设。此外，我们表明，从驱动系统的输出场的统计可以解释一个非常简单的随机镜像模型，并在稳态下，两个原子和本地场被驱动到一个纠缠，三方$\left| W \right\rangle$状态。正因为如此，我们认为，该设备是更好地理解为一个饱和八木天线，一个分布式系统的差分调谐偶极子，耦合不对称的外部领域。
