Zero-field spin waves in YIG nano-waveguides
本研究针对自旋波器件需外部偏置磁场的难题，制备亚微米宽YIG超薄薄膜自旋波波导，实验证实其零场下具稳定单畴构型且支持吉赫兹自旋波长距离传播，结合微磁模拟优化结构，为零场节能自旋波器件研发奠基。
2023-07-19 cond-mat.mes-hall
1D YIG hole-based magnonic nanocrystal
University of Vienna（维也纳大学）；Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学）；INNOVENT e. V. Technologieentwicklung（INNOVENT 技术开发协会）；Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；HUST（华中科技大学）；RPTU（莱茵兰-普法尔茨技术大学）
本文报道了一种一维YIG磁子晶体的设计、制备与表征，通过纳米孔结构实现超过5微米的磁子波传输，并发现显著的带隙效应。
2025-06-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
From Chaotic Spin Dynamics to Non-collinear Spin Textures in YIG Nano-films by Spin Current Injection
在这篇文章中，我报告的非线性自旋动力学的磁性薄膜，由钇铁石榴石（YIG）的数值研究。该膜暴露于小的面内取向磁场和强自旋电流。丰富多样的调查结果包括托管本地化，非传播孤子，湍流混沌政权，凝聚成一个准静态相具有非共线自旋纹理的动态制度。最终，在最大自旋电流下，建立均匀切换状态。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall
Octave-Tunable Magnetostatic Wave YIG Resonators on a Chip
我们已经设计，制造和特点静磁波（MSW）谐振器的芯片上。该谐振器是通过在钆镓石榴石（GGG）衬底上构图单晶钇铁石榴石（YIG）薄膜制成的，并由环形电感换能器激励。我们通过开发YIG薄膜蚀刻工艺和在每个谐振器周围制造厚铝共面波导（CPW）电感器环来单独寻址和激励MSW，从而实现了这一技术突破。在4.77 GHz，0.68平方毫米的谐振器实现了品质因数Q > 5000与987 Oe的偏置场。我们还演示了YIG谐振器调谐由一个以上的倍频程从3.63到7.63 GHz通过施加面内外部磁场。在4 GHz以上，谐振器的品质因数测量值始终超过3000。微机械加工技术使多个单端口和双端口YIG谐振器的制造在同一芯片上，所有谐振器表现出倍频程可调谐性和高Q值。
2020-10-24 cond-mat.mes-hall eess.SP physics.app-ph
Propagating spin-wave spectroscopy in nanometer-thick YIG films at millikelvin temperatures
University of Vienna（维也纳大学）；Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；Institute of Magnetism（磁学研究所）
本文通过带状线纳米天线电激发与探测，实现了100nm厚YIG薄膜在低至45mK下的自旋波传播，测量了10μm距离的传输特性，揭示了GGG衬底的磁场依赖影响，为量子应用的集成磁振子电路奠定基础。
2023-01-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Sub-micrometer near-field focusing of spin waves in ultrathin YIG films
我们实验证明了紧聚焦的自旋波束激发在扩展的纳米厚的薄膜的钇铁石榴石由一个简单的显微天线作为一个单缝近场透镜。我们表明，焦点的焦距和最小横向宽度可以控制在一个很宽的范围内，通过改变自旋波的频率/波长和天线的几何形状。实验数据与数值模拟结果吻合较好。我们的研究结果提供了一个简单的解决方案，实施磁纳米器件需要的自旋波能量的局部浓度。
2020-02-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Exchange-torque-induced excitation of perpendicular standing spin waves in nanometer-thick YIG films
具有超低磁阻尼的亚铁磁钇铁石榴石（YIG）薄膜中的自旋波与基于磁振子的自旋电子学和低功率类波计算有关。由于YIG薄膜的饱和磁化强度小，在弱的外磁场中，自旋波的激发频率较低，限制了YIG薄膜在高频应用中的潜力。在这里，我们演示了如何交换耦合到CoFeB膜，使高效的激发高频垂直自旋驻波（PSSW）在纳米厚（80 nm和295 nm）的YIG膜使用均匀的微波磁场。在295 nm厚的YIG薄膜中，我们测量了高达10阶的强PSSW模式。PSSW模式和CoFeB的铁磁共振模式之间的强杂化导致宽带自旋波谱中的特征反交叉行为。在YIG/CoFeB界面处的动态交换扭矩解释了PSSW的激励。局部转矩源于YIG和CoFeB层中两种不同磁化进动之间的交换耦合。因此，自旋波从YIG/CoFeB界面发射，并且当它们的波矢与垂直约束条件匹配时，形成PSSW。当YIG和CoFeB之间的交换耦合被Ta间隔层抑制时，PSSW不被激发。微磁学模拟证实了交换扭矩机制。
2017-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of the non-local spin Seebeck effect in YIG/Pt nanostructures
利用两个电隔离的Pt带作为注入器和探测器，研究了热激发非平衡磁振子通过亚铁磁绝缘体YIG的输运。扩散的磁振子在探测器中感应出非局域的逆自旋霍尔电压，对应于所谓的非局域自旋塞贝克效应（SSE）。我们测量的非本地SSE作为温度和带分离的函数。在实验中，在室温下，我们观察到的非本地SSE电压在一个特征带分离d 0的符号变化，与以前的调查。然而，在较低的温度下，我们发现d 0的温度依赖性很强。这表明，在描述非局域自旋Seebeck效应时，必须考虑YIG/Pt界面上的角动量转移以及YIG中磁振子随温度变化的输运机制。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall
Magnon based logic in a multi-terminal YIG/Pt nanostructure
布尔逻辑是现代数字信息处理的基础。最近，人们对基于纯自旋电流的现象越来越感兴趣，这种现象允许从基于电荷的逻辑门移动到基于自旋的逻辑门。我们研究了一种基于亚铁磁绝缘体钇铁石榴石（YIG）的原理验证逻辑器件，其中Pt条用作非平衡磁振子的注入器和探测器。我们在实验上观察到不同注入器产生的磁振子的非相干叠加。这允许实现全功能的多数门，在同一个器件中实现多个逻辑操作（AND和OR）。时钟频率的几个GHz的顺序和简单的缩小比例，使我们的设备有希望的应用程序。
2016-04-25 cond-mat.mes-hall
Hybrid nanophotonic-nanomagnonic SiC-YiG quantum sensor: I/ theoretical design and properties
在这里，我提出了一种新的混合顺磁-亚铁磁SiC-YiG量子传感器的理论。它的目的是允许亚纳米级的单外部自旋灵敏度光学检测脉冲电子电子双共振光谱，使用X波段脉冲EPR光谱仪和光纤。该传感器包含一个单一的V2带负电荷的硅空位色心在4 H-SiC，其光致发光是波导的4 H-SiC纳米光子结构向光纤。该V2自旋探针通过在表面以下几纳米的深度处的离子注入来创建，通过在位于纳米光子结构的背面上的YiG亚铁磁性纳米条的强磁场梯度下光学检测的顺磁共振来确定。该梯度还允许在纳米级逐片研究目标顺磁性样品。这种量子传感器的制造过程中，它的磁性和光学特性，其外部自旋传感特性的结构生物学背景下，其集成到一个标准的商用脉冲EPR光谱仪都在这里。
2019-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Substrate induced magnetic anisotropies and magneto-optical response in YIG nanosized epitaxial films on NdGG(111)
用激光分子束外延方法在Nd 3Ga 5 O 12衬底上生长了Y3 Fe 5 O 12纳米外延薄膜。磁光极性克尔效应、铁磁共振和自旋波传播测量表明，与YIG/GGG系统相比，与应力相关的各向异性场具有相反的符号。这导致了有效磁化强度的显著降低，这为获得具有垂直磁化强度的YIG薄膜以利用前向体自旋波开辟了前景。纵向磁光克尔效应磁强计揭示了一个大的贡献二次磁化条款到介电常数张量在光学频率。这种效果强烈增加，随着温度的降低，并解释了交换耦合到Fe 3+离子的界面Nd 3+离子的磁化。
2018-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin pinning and spin-wave dispersion in nanoscopic ferromagnetic waveguides
研究了厚度为39 nm、宽度为50 nm的钇铁石榴石（YIG）波导中的自旋波，其中厚度与宽度的纵横比接近1，使用布里渊光散射光谱。实验结果通过半解析理论和微磁学模拟得到了验证。发现了一个临界宽度，低于该宽度时，交换相互作用抑制偶极钉扎现象。这改变了自旋波本征模的量子化标准，并导致自旋波特性的显著修改。所提出的半解析理论允许计算的自旋波模式分布和纳米结构中的色散关系。
2019-05-29 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Single-crystalline YIG flakes with uniaxial in-plane anisotropy and diverse crystallographic orientations
本研究通过机械解理单晶制备了具有异常结晶学取向和单轴面内磁各向异性的 YIG 纳米薄片，为磁子学及新型异质结构器件开辟了新可能。
2024-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Spatially-extended nonlinear generation of short-wavelength spin waves in YIG nanowaveguides
本研究通过实验在经色散设计的YIG微观波导中实现四磁振子相互作用，非线性产生短波长自旋波，该过程阈值低、适用范围广，可补偿传播损耗，为磁振子纳米器件的频率与波长转换提供新途径。
2024-07-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Hybrid nanodiamond-YIG systems for efficient quantum information processing and nanoscale sensing
金刚石中的氮空位（NV）中心具有显著的量子相干性，是室温量子计算和量子传感的理想候选者，近年来得到了广泛的研究。然而，这些方案依赖于自旋-自旋偶极相互作用，这需要NV中心彼此在几纳米内，同时仍然可以单独寻址，或者靠近金刚石表面，在那里它们的相干性显著降低。在这里，我们展示了一种方法，用于克服这些限制，使用混合钇铁石榴石（YIG）-纳米金刚石量子系统的帮助下，直接组装和转印技术构建。我们表明，YIG自旋波可以放大微波源的振荡场超过两个数量级，并有效地介导其与NV中心系综的相干相互作用。这些结果表明，铁磁体中的自旋波可以用作增强的远程量子比特相互作用的量子总线，为混合量子网络和传感设备中固态缺陷的超高效操纵和耦合铺平了道路。
2017-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Nano-patterned magnonic crystals based on ultrathin YIG films
我们展示了一个微观磁晶体波导产生的纳米图案的20 nm厚的钇铁石榴石薄膜。利用相位分辨微聚焦布里渊光散射光谱，我们绘制了在这种周期性磁结构中传播的自旋波的强度和相位。基于这些映射，我们得到的色散和自旋波的衰减特性提供详细的信息，自旋波在磁振子晶体中的传播的物理。我们表明，在简化的物理图片相比，自旋波的最大衰减实现接近边缘的磁振子带隙，这是与非平凡的反射特性的自旋波在非均匀的场电位。
2017-05-05 cond-mat.mes-hall
Patterned growth of crystalline Y$_{3}$Fe$_{5}$O$_{12}$ nanostructures with engineered magnetic shape anisotropy
我们演示了图案化生长外延钇铁石榴石（YIG）薄膜使用光刻定义的模板上钆镓石榴石（GGG）衬底。制备的YIG纳米结构产生所需的晶体取向，优异的表面形貌，和窄的铁磁共振（FMR）线宽（~ 4 Oe）。形状诱导的磁各向异性被清楚地观察到在一个图案化的纳米棒阵列工程表现出更大的矫顽力（40 Oe）相比，连续的薄膜。磁滞回线和角度相关的FMR谱测量表明，易磁化轴沿纳米棒的纵向排列，有效的各向异性场为195 Oe。我们的工作克服了图案化YIG薄膜的困难，并提供了一种有效的手段来控制其磁性能和磁偏置条件。
2017-06-06 cond-mat.mes-hall
Nanoscale Magnonic Neurons
University of Exeter（埃克塞特大学）
该研究通过二维手性磁共振子实现神经元功能，利用非线性共振散射实现自旋波的宽角散射，并展示其在磁性神经网络中的应用潜力。
2025-11-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Quantitative comparison of magnon transport experiments in three-terminal YIG/Pt nanostructures acquired via dc and ac detection techniques
纯自旋电流的全电产生和检测是控制磁有序绝缘体中扩散磁振子输运的一种很有前途的方法。我们定量地比较了两种测量方案，这允许测量的磁振子自旋输运的三端设备的基础上的钇铁石榴石薄膜。我们证明了基于电流反转技术的直流充电电流方法和利用一次和二次谐波锁定检测的交流充电电流方法都可以有效地区分电注入和热注入磁振子。此外，这两种测量方案允许调查的调制磁振子运输所引起的一个额外的直流充电电流施加到中心调制器条。然而，虽然在低调制器充电电流这两种方案产生相同的结果，我们发现明确的差异高于一定的阈值电流。这种差异源于调制器电流对磁振子电导的非线性效应。
2020-08-04 cond-mat.mes-hall
Characterization of spin wave propagation in (111) YIG thin films with large anisotropy
我们报道了具有超低吉尔伯特阻尼的纳米厚钇铁石榴石（YIG）薄膜中的长程自旋波（SW）传输。波数值$|\vec{k}|$的知识对于设计SW设备是必不可少的。虽然在布里渊光散射光谱等实验中确定波数$|\vec{k}|$是简单的，但迄今为止，在全电实验中量化波数还没有得到广泛的评论。分析了YIG薄膜中静磁自旋波的传播，确定了共面波导激发的静磁自旋波波的波数$|\vec{k}|$。我们表明，它是至关重要的，以考虑存在于YIG薄膜的SW波数的精确测定的磁各向异性场的影响。与所提出的方法，我们发现，实验推导出的值的$|\vec{k}|$是在完美的协议，从电磁模拟得到的，只有当各向异性场。
2019-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelastic conversion in integrated YIG nanostructures
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Institute of Magnetism of NAS and MOS of Ukraine（乌克兰国家科学院和教育部磁性研究所）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Luxembourg Institute of Science & Technology (LIST)（卢森堡科学与技术研究所）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble INP（格勒诺布尔理工学院）；Spintec（自旋电子学与技术中心）；WPI-AIMR, Tohoku University（东北大学世界顶尖科学研究学院）；University of the Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本研究通过优化YIG环结构参数，实现了磁弹性模式的高效共振耦合，为可调频率转换器件的设计提供了新途径。
2026-02-24 cond-mat.mes-hall
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
Magnon confinement in an all-on-chip YIG cavity resonator using hybrid YIG/Py magnon barriers
该研究通过光刻定义全芯片YIG腔，利用YIG/Py双层结构束缚磁子，并借助自旋泵浦电压峰验证了共振模式，为控制相干磁子提供了新途径。
2023-10-06 cond-mat.mes-hall
Magnon-assisted magnetization reversal of Ni81Fe19 nanostripes on Y3Fe5O12 with different interfaces
本研究在YIG上集成Py纳米条带，利用短波磁振子实现低场磁化反转，为磁振子信号的非易失性存储提供了新途径。
2023-12-22 cond-mat.mes-hall
Non-local magnetoresistance in YIG/Pt nanostructures
我们研究了沉积在钇铁石榴石上的薄铂带的局域和非局域磁电阻。当地的磁阻响应，推断出的电压降沿一个给定的Pt条电流偏置时，显示的自旋霍尔磁阻的特征磁化取向依赖。我们同时也记录沿第二，电隔离，Pt条，从携带一个由几个100 nm的间隙的电流分离的非本地电压出现。相应的非局域磁电阻表现出预期的磁振子自旋累积驱动过程的对称性，证实了Cornelissen等人最近提出的结果。[1]。我们的磁输运数据，采取在一系列不同的温度作为磁场方向的函数，旋转的外部施加的字段在三个相互正交的平面，表明背后的自旋霍尔和非本地磁阻的机制是质的不同。特别是，非本地磁阻消失在液氦温度，而自旋霍尔磁阻占上风。
2015-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional nanoscale control of magnetism in crystalline Yttrium Iron Garnet
Politecnico di Milano（米兰理工大学）；Università di Perugia（佩鲁贾大学）；Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道分校）；Istituto di Fotonica e Nanotecnologie - Consiglio Nazionale delle Ricerche (IFN-CNR)（国家研究委员会光子学与纳米技术研究所）；Dipartimento di Energia, Laboratorio Materiali Micro e Nanostrutturati, Politecnico di Milano（米兰理工大学能源系微纳结构材料实验室）；Istituto Officina dei Materiali del CNR (CNR-IOM)（国家研究委员会材料工坊研究所）
钇铁石榴石（YIG）特殊的磁性、光学和声子特性使其在基于自旋波和光子的应用中独树一帜。然而，纳米结构晶体YIG和操纵其磁性在一个非破坏性的方式是一个突出的挑战，到目前为止，主要限于二维能力。在这里，我们表明，用聚焦紫外激光照射单晶钇铁石榴石薄膜驱动器的垂直磁各向异性的稳定，巨大的增强，保持结晶质量。这种调制在横向和垂直方向上都高度限制在纳米级，并且其在体积内的延伸可以通过连续的深度控制进行微调。通过利用这些三维各向异性的配置文件，我们证明了一个大的调谐的自旋波能带结构，体积空间本地化，和非互易性，实现验证的原则3D磁振子晶体。这种简单的，单步，激光纳米加工的三维磁性系统的基础上的晶体YIG薄膜开辟了道路，设计新的功能，在磁振子和磁光器件。
2025-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unidirectional perfect absorption induced by chiral coupling in spin-momentum locked waveguide magnonics
本文利用YIG球磁振子与SSPPs自旋-动量锁定波导模式的手性耦合，在临界耦合条件下实现单向完美吸收，并通过增加YIG球扩展至双向和多频率完美吸收，为单向信号处理与能量收集提供新范式。
2025-07-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Degenerate and non-degenerate parametric excitation in YIG nanostructures
实验研究了YIG纳米圆盘的参量激发，发现通过调节泵浦场与磁化强度取向可实现简并与非简并磁振子对激发，并支持多模式共享与同时生成，为倒易空间计算开辟新途径。
2023-06-28 cond-mat.mes-hall
Magnonic Holographic Memory: from Proposal to Device
在这项工作中，我们提出了最近的发展，磁全息存储设备利用自旋波的信息传输。该装置包括磁性矩阵和放置在波导边缘上的自旋波产生/检测元件。矩阵由通过交叉结连接的磁波导网格组成。磁存储器元件被结合在结内，而读入和读出是由通过波导传播的自旋波完成的。本文给出了自旋波在NiFe和YIG磁十字中传播的实验数据。所获得的实验数据显示出突出的自旋波信号调制（高达20 dB的NiFe和35 dB的YIG）的外部磁场，其中的强度和方向的磁场定义的交叉臂之间的运输。我们还提出了实验数据上的2位磁振子全息存储器上的双交叉YIG结构与微磁铁放置在每个十字架的顶部。所有实验都是在室温下进行的，通过自旋波产生的干涉图样似乎可以识别每个磁体的状态。磁全息装置旨在将磁数据存储的优点与基于波的信息传输相结合。我们目前的自旋波全息器件的性能，包括功耗和功能吞吐量的估计。根据估计，磁振子全息装置可以提供高于10^18位/cm 2/s的数据处理速率，同时消耗0.15 μ W。这种方法的技术挑战和基本的物理限制进行了讨论。
2014-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Nonlinear suppression of dispersion broadening of ultrashort spin-wave pulses in thin YIG films
Institute of Applied Physics, University of Muenster（明斯特大学应用物理研究所）；Institute of Physics, Center for Nanotechnology and Center for Soft Nanoscience, University of Muenster（明斯特大学物理学院、纳米技术中心和软纳米科学中心）；Kirchhoff-Institute for Physics, Heidelberg University（海德堡大学基尔霍夫物理研究所）
研究了纳米厚YIG薄膜中正体积自旋波短脉冲的非线性传播，显示非线性可有效抑制脉冲色散展宽，形成包络孤子。实验表明微功率即可达到孤子形成阈值，实现超短自旋波脉冲在50微米距离内无时间展宽传输。
2026-03-23 cond-mat.mes-hall
Propagating spin waves in nanometer-thick yttrium iron garnet films: Dependence on wave vector, magnetic field strength and angle
我们提出了一个全面的研究纳米厚的钇铁石榴石（YIG）薄膜中传播的自旋波。我们使用宽带自旋波光谱与集成共面波导（CPWs）和微带天线上的连续和图案化的YIG薄膜的顶部，以表征自旋波的波矢高达10 rad/ $μ$ m。所有的薄膜都是通过脉冲激光沉积生长的。从自旋波透射谱，参数，如吉尔伯特阻尼常数，自旋波色散关系，群速度，弛豫时间，和衰减长度推导出和它们的依赖于偏置磁场强度和角度是系统计量。对于40 nm厚的YIG薄膜，我们得到了$3.5 \times 10^{-4}$的阻尼常数和1.2 mm的最大衰减长度。我们的实验揭示了一个强烈的变化的自旋波参数与磁场偏置场和波矢。自旋波性质在高达约30 mT的偏置磁场和高于$θ_{H} = 20^{\circ}$的场角时显著变化，其中$θ_{H} = 0^{\circ}$对应于Damon-Eshbach构型。
2018-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of the spin Peltier effect
本文报道了在铁磁绝缘体钇铁石榴石（YIG）中观察到的自旋Peltier效应（SPE），即自旋电流流过铂（Pt）时产生的热流。|YIG接口。这种效应可以用自旋力矩来解释，自旋力矩将Pt中的自旋电流转变为YIG中的磁振子电流。通过磁振子-声子相互作用，磁波动调制声子温度，该声子温度由靠近界面的热电堆检测到。通过有限元模拟，我们验证了自旋Peltier和自旋Seebeck效应之间的相互作用。在YIG中观察到的热磁振子和声子之间的强耦合对于纳米级冷却技术是有吸引力的。
2013-11-19 cond-mat.mes-hall
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
Effect of intense x-ray free-electron laser transient gratings on the magnetic domain structure of Tm:YIG
本研究利用硬X射线瞬态光栅的高强度光子脉冲，在Tm掺杂钇铁石榴石薄膜中实现了磁畴图案的永久性局部印刻，并结合微磁学模拟定性解释了该机制，为纳米尺度磁性状态的局部操控提供了新途径。
2023-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cryogenic Magnetization Dynamics in Chemically Stabilized, Tensile-Strained Ultrathin Yttrium Iron Garnets with Tunable Magnetic Anisotropy
Chung-Ang University (CAU)（中央大学）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微结构物理研究所）；Nagoya University（名古屋大学）
研究通过化学稳定性驱动降低低温损耗，揭示超薄YIG薄膜在低温下具有超低损耗和可调磁各向异性，强调化学和动力学因素对 cryogenic 磁性应用的重要性。
2026-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Design of a Monopole Antenna Based Resonant Nanocavity for Detection of Optical Power from Hybrid Plasmonic Waveguides
提出了一种新型的等离子体波导耦合纳米腔与一个天线的混合等离子体波导本地化的光功率，并随后将其转换为电流。纳米腔被设计为法布里-珀罗波导谐振器，而微带天线由直接安装在波导终端的金属部分上的金属纳米棒制成，该金属部分充当导电接地。纳米腔与夹在天线和地面之间的天线馈电重合。来自波导的最大功率可以通过天线中以及纳米腔中的场谐振耦合到纳米腔中并在纳米腔中被吸收。模拟结果表明，在体积为220 × 150 × 60 nm $^3$的锗填充纳米腔中，可以吸收42%的光功率。该设计可以在纳米级光探测、亚波长光聚焦和操纵以及传感方面找到应用。
2013-12-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Carbon nanotube: a low-loss spin-current waveguide
我们用量子力学方法证明了碳纳米管是优良的自旋电流波导，并且能够携带存储在旋进磁矩中的信息，并且具有非常小的色散和可调的衰减度。脉冲磁激发预计与纳米管费米速度旅行，并能够在远程位置诱导类似的激发。这种有效的磁信息传输方式表明，纳米管是具有快速磁化转换的存储器件的有希望的候选者。
2010-02-03 cond-mat.mes-hall
Slow phonon vortices and defect modes in periodic nano-waveguides
我们确定了广泛的一类声子模式与持续的涡旋通量在任意慢的传播速度在周期性纳米波导。这种声子涡旋与色散依赖性中的分裂带边缘相关联，这可以通过波导设计来工程化。在这种波导中引入的调制可以支持一对具有任意小频率分裂的缺陷腔声子模。这些特性可以应用于传感和纳米操作。
2016-01-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optomagnonic whispering gallery microresonators
亚铁磁绝缘体中的磁振子，如钇铁石榴石（YIG），最近出现的微波电路中的相干信息处理的有前途的候选人。在这里，我们演示了由氮化硅光子波导询问的YIG球的光学回音壁模式，在电信c波段表面处理后的品质因数接近$10^6$。此外，与传统的法拉第设置相反，这种实现方式允许与磁化共线偏振的输入光子被散射到正交偏振的边带模式。这种布里渊散射过程通过三重共振磁振子，泵浦和信号光子模式增强-所有回音壁性质-在“光磁腔”内。我们的研究结果表明，磁振子介导微波光载波转换的潜在用途。
2015-10-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanoscale X-Ray Imaging of Spin Dynamics in Yttrium Iron Garnet
时间分辨扫描透射X射线显微术（TR-STXM）已用于薄膜钇铁石榴石（YIG）中自旋波动力学的直接成像，空间分辨率在100 nm以下。这种X射线透射技术的应用，以单晶石榴石薄膜，实现了提取的薄层（13 × 5 × 0.185 $\mathrm{μm^3}$）的液相外延生长的钇铁石榴石薄膜的钆镓石榴石衬底。样品中的自旋波沿Damon-Eshbach和向后体积传播方向在千兆赫频率下测量，波长范围在100 nm和10 $\mathrmμ$ m之间。将结果与理论模型进行了比较。在这里，广泛使用的近似色散方程偶极交换自旋波被证明是不足以描述所观察到的Damon-Eshbach型模式。为了实现一个准确的描述，我们利用充分的分析理论考虑模式杂交效应。
2019-03-01 cond-mat.mes-hall
A spinwave Ising machine
我们演示了一个基于自旋波的时间复用伊辛机（SWIM），实现使用5 $μ$米厚的钇铁石榴石（YIG）膜和现成的微波组件。人工伊辛自旋由34- 68 ns长的3.125 GHz自旋波RF脉冲组成，其相位使用相敏微波放大器进行二值化。由于非常低的自旋波群速度，7毫米长的YIG波导可以主机8自旋MAX-切割问题，并解决它在不到4 $μ$ s，而消耗只有7 $μ$ J。使用实时示波器，我们按照时间演变的每个自旋的SWIM最大限度地减少其能量，并找到均匀和域传播的自旋状态的开关。SWIM具有进一步小型化、可扩展性、速度和降低功耗的潜力，并且可以成为具有高性能的商业上可行的优化问题求解器的通用平台。
2022-09-09 cond-mat.mes-hall
Optical coupling between resonant dielectric nanoparticles and dielectric waveguides probed by third harmonic generation microscopy
局域电磁模式和可忽略的欧姆损耗决定了亚波长全介电纳米粒子的兴趣日益增长。虽然详尽的研究量处理与自由空间电磁场的全介电纳米结构的相互作用，其性能作为集成的光子元件仍然没有解决。我们提出了一个实验研究的谐振亚波长硅纳米盘和非谐振硅波导之间的光耦合，探测三次谐波发生显微镜。通过将纳米盘放置在离波导不同的距离处，我们观察到三次谐波强度调制高达4.5倍。这种调制被分配到由它们耦合到波导和随后的调制它们的磁型共振引起的纳米盘内的局部场增强的变化。有趣的是，虽然波导提出了一个额外的损失通道的nanodisk，我们观察到的nanodisk内的局部场强的增加，通过严格的全波模拟验证。这项工作使全介电纳米粒子在光子芯片上的集成迈出了一步。
2018-01-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Disentangling Spin Pumping and Two-Magnon Scattering Contributions to Gilbert Damping in YIG/V Bilayers
American University of Beirut（贝鲁特美国大学）
通过宽带铁磁共振测量YIG厚度依赖的阻尼，建立包含自旋泵浦和双磁子散射的模型，成功分离两种贡献并提取有效自旋混合电导。
2026-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photonic crystal cavities based on suspended yttrium iron garnet nanobeams
University of Alberta（阿尔伯塔大学）；Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）
研究报道了利用聚焦离子束铣削制备并表征了基于悬空光子晶体纳米梁的钇铁石榴石腔，展示了纳米级图案化在悬空结构中的重要进展。
2025-10-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.ins-det
Nanoscale atomic waveguides with suspended carbon nanotubes
我们提出了一种实验上可行的实现一维超冷原子气体在纳米磁波导由单双钳悬浮碳纳米管形成。我们发现，所有常见的退相干和原子损失机制都很小，保证了陷阱的稳定运行。由于碳纳米管中极大的电流密度在空间上是均匀的，我们提出的架构可以克服原子云碎片化的问题。添加第二纳米线允许创建具有适度隧穿势垒的双阱电势，这对于隧穿和干涉实验是期望的，具有隧穿距离在纳米范围内的优点。
2005-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Self-trapped nanoparticle binding via waveguide mode
在本文中，我们研究了一个稳定的光学机械系统的基础上的纳米颗粒链耦合到波导模式。在平面波激励下，纳米粒子通过横向束缚效应沿波导方向形成稳定的自组织周期链阵列。我们表明，由于纳米颗粒之间的长程相互作用的链中的每个纳米颗粒的捕获潜力与系统的大小线性增加，使长链的形成更有利。我们建议，这种效果可以观察到一个光学晶体，这是一个多功能的平台，实现原子和纳米粒子的光学结合。我们的计算表明，两个纳米粒子的结合能是在$9\div13~kT$的范围内达到100 $kT$的值时，链的大小增加到20纳米粒子，使得潜在的实验观察的效果是可能的。我们还提出了两个反向传播的平面波激发的几何形状，这将允许捕获纳米颗粒靠近光学介质，提供纳米颗粒和光学介质之间的有效相互作用。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Atomic Layer Deposition of Yttrium Iron Garnet Thin Films for 3D Magnetic Structures
本研究首次通过原子层沉积技术，利用超循环方法结合Fe₂O₃和Y₂O₃二元层并退火，成功制备了高质量YIG薄膜，为三维磁性纳米结构的实验研究提供了理想方法。
2022-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality of nanophotonic waveguide with embedded quantum emitter for unidirectional spin transfer
可扩展的量子技术需要在存储量子信息的物质量子比特和在集成电路和波导中携带信息的光子量子比特之间进行忠实的转换。我们证明了在纳米光子波导中产生的电磁场手性导致从嵌入的量子点量子发射器的单向发射，从而在平面内传输物质量子比特（自旋）信息。尽管波导的几何形状和材料是非手性的，但手性行为仍然发生。利用量子点配准技术，我们实现了量子发射器确定性地定位在一个手征点上，并通过设计实现了自旋路径转换。我们测量并比较了单模纳米束和光子晶体波导中的现象。前者是更宽容的点的位置，表现出高达95 +/- 5%的实验自旋路径读出，并有可能作为未来的自旋逻辑和网络实现的基础。
2015-06-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhanced Evanescent Field Spectroscopy at Waveguide Surfaces using High Index Nano and Near-Nano Layers
我们提出并证明，通过模拟和实验，如何设计用于化学传感的波导内的光场的相互作用，更一般地说，倏逝场光谱可以通过高折射率表面层的战略沉积大大增强。这些层引出探测附近的光场，并通过光学阻抗匹配利用场定位。渐逝场向内层的局部化反过来又伴随着结构化圆柱形波导通道内的回音壁模式，进一步增强灵敏度。一种新的示范的基础上的自组装层由二氧化钛内的结构光纤的演示，使用一个简单的卟啉作为光谱探针。这种技术提供了对实际波导传感器的限制的优化，实际波导传感器是高度敏感的，但几乎总是以低损耗为代价。的原则有潜在的影响纳米光子学更普遍，这些进行了讨论。
2010-12-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Van der Waals waveguide quantum electrodynamics probed by infrared nano-photoluminescence
本研究构建WSe₂包裹MoTe₂单层的范德华波导结构，利用干涉式纳米光致发光技术观测自发辐射的空间振荡图案，结合波导QED模型量化Purcell增强速率，推动全vdW QED波导发展。
2025-06-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Wavenumber-dependent magnetic losses in YIG-GGG heterostructures at millikelvin temperatures
本研究通过传播自旋波谱测量4K至26mK下微米厚YIG样品的磁振子输运，发现波数相关耗散源于与GGG衬底的偶极耦合，自旋波传输的温度依赖性源于稀土离子弛豫，为毫开温区磁振子损耗及单磁振子探测研究提供支撑。
2024-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Plasmonic nanoantennas as integrated coherent perfect absorbers on SOI waveguides for modulators and all-optical switches
研究了SOI线波导顶部等离子体纳米天线结构作为调制器和全光开关的相干完美吸收体的性能。通过三维时域有限差分法模拟计算了金和铝纳米天线加载波导的吸收、散射、反射和透射光谱，包括沿波导传播的单波以及由两个反向传播波组成的驻波情况。研究的配置显示，调制器和开关应用的损耗约为1%，消光比大于25 dB，以及纳米天线区域的强场增强和定位等离子体效应。所提出的等离子体相干完美吸收体可用于相干网络中的超紧凑全光开关以及调制器，并且可在传感或增加非线性效应中找到应用。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Magnetic anisotropy and GGG substrate stray field in YIG films down to millikelvin temperatures
本研究通过实验与数值方法揭示了YIG/GGG系统在毫开尔文温度下FMR频率偏移主要由GGG基底杂散场引起，并准确测定了YIG薄膜的磁各向异性，为量子磁子器件开发提供依据。
2024-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
