Emulating moiré materials with quasiperiodic circuit quantum electrodynamics
本研究利用常规超导电路在电荷空间模拟莫尔物理，通过光谱输运测量直接观测到 Hofstadter 蝴蝶和魔角效应，并证明这些特征在谐波陷阱势下依然存在，为探索任意空间维度的非公度物理提供了高调控能力的新平台。
2024-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Anomalous magnon Nernst effect of topological magnonic materials
研究了垂直磁化蜂窝晶格中热梯度驱动的磁振子输运。具有最近邻赝偶极相互作用和次最近邻Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的系统具有各种拓扑非平凡相。当施加面内热梯度时，产生横向面内磁振子电流。这种现象被称为反常磁振子能斯特效应，它与电子系统的反常能斯特效应非常相似。反常磁振子能斯特系数及其符号由磁振子Berry曲率在动量空间中的分布和磁振子带中的磁振子布居决定。我们预言了在一定条件下反常磁振子能斯特效应中温度引起的符号反转。
2017-12-13 cond-mat.mes-hall
Quantum engineering with hybrid magnonics systems and materials
量子技术在过去的二十年里取得了巨大的进步，在材料工程，电路设计和动态操作方面取得了显着的进步。特别是，不同量子模块的集成受益于混合量子系统，这为利用互补量子系统的不同自然优势和设计新功能提供了重要途径。这篇评论的重点是目前的前沿利用磁激子或磁振子的新的量子功能。磁振子是磁有序固态材料的基本激发，并提供与各种量子模块相互作用的巨大可调谐性和灵活性，以集成在不同的量子系统中。伴随而来的丰富多样的物理和材料选择，使新的量子现象在材料科学和工程的探索。此外，产生强耦合和与其他激发形成混合动力系统的相对容易性使得混合磁振子成为量子工程的独特平台。我们从基于电路的混合磁振子系统开始讨论，该系统与微波光子和声学声子耦合。随后，我们将重点介绍受限磁系统中磁振子-磁振子耦合的最新进展。接下来，我们强调了理解磁振子和氮空位中心之间的相互作用的新机会，用于量子传感和实现量子互连。最后，我们着重于新型量子材料的自旋激发和磁振子谱的研究与先进的光学表征。
2021-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Colossal Magnon Magnetoresistance of Two-Dimensional Magnets
本文研究了二维易轴铁磁体中的磁子电流，发现了在中等磁场下磁子电导变化高达百分之一千的巨磁子磁阻（CMMR）效应，并提出了非局域磁子介导电学拖拽实验以观测该效应，为自旋电子学器件的自旋传输提供了新途径。
2024-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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。
2015-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon dispersion and spin transport in CrCl$_3$ bilayers under different strain-induced magnetic states
该研究通过原子自旋动力学模拟，探究不同应变下CrCl$_3$双层膜的磁振子特性与自旋输运，发现应变可调控带隙、临界温度和扩散长度，并揭示不同磁态下自旋输运的差异。
2024-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Overcoming intrinsic material limitations through cavity feedback
University of Alberta（阿尔伯塔大学）；Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
本文通过主动微波反馈抑制腔磁极子线宽，使极子-声子合作度提升至150，实现光、磁极子和声子三模式混合的直接证据。
2026-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Weyl magnons in pyrochlore antiferromagnets with all-in-all-out orders
我们研究了具有全进全出（AIAO）磁序的烧绿石反铁磁体的新型拓扑磁振子带交叉。通过一般对称性分析和自旋波理论，我们证明了具有AIAO有序的烧绿石材料在外加磁场或单轴应变下都可以存在Weyl磁振子。在小磁场下，具有AIAO背景的烧绿石的磁振子带可以呈现两个带相反电荷的Weyl点，这是量子材料中可实现的最少数量的Weyl点，迄今为止还没有实验观测到。我们进一步表明，呼吸pyrophores与AIAO订单可以表现出外尔磁振子单轴应变。这些发现适用于任何烧绿石材料支持AIAO订单，无论形式的相互作用。具体而言，我们表明，外尔磁振子是强大的直接（积极）Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。由于烧绿石磁体中普遍存在的AIAO有序，包括R $_2$ Ir $_2$ O $_7$，以及实验上可实现的外部应变和磁场，我们的预测为见证量子磁体中的Weyl磁振子提供了有希望的舞台。
2017-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fully First-Principles Approach in Studying Topological Magnons
本文提出了一种基于密度泛函微扰理论的全第一性原理自旋动力学方法，可直接计算磁振子的Berry曲率和陈数等物理量，并以单层CrI$_3$为例验证了自旋-轨道耦合驱动的拓扑磁振子，为研究真实材料中的磁振子提供了无需模型的新途径。
2025-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon-Plasmon Hybridization Mediated by Spin-Orbit Interaction in Magnetic Materials
本研究提出磁性材料中自旋轨道相互作用介导的磁振子-等离激元耦合杂化机制，阐明耦合强度可由磁场调控，反铁磁系统因亚晶格内自旋动力学增强耦合，二维磁性系统是理想研究平台。
2022-12-12 cond-mat.mes-hall
A Perspective on Magnon Spin Nernst Effect in Antiferromagnets
反铁磁材料中的磁振子激发及其物理意义使铁磁体中没有的新器件概念成为一个新的研究领域。反铁磁振子的一个独特的特性是相反的自旋极化的共存，它模仿了电子自旋在各种输运现象。其中，最突出的自旋对比现象是磁振子自旋能斯特效应（SNE），它是指通过纵向温度梯度产生横向纯磁振子自旋流。本文介绍了共线反铁磁体中磁振子SNE的研究进展，重点介绍了其物理机制和磁振子能带结构的拓扑特征。通过回顾磁振子SNE如何激发和丰富了拓扑磁振子的探索，我们提供了我们的观点，这个新兴的前沿，在未来的自旋电子纳米技术的潜力。
2022-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnonic crystals for data processing
磁振子-自旋波的量子-在磁性材料中以纳米级的波长传播，并以角动量的形式携带信息，可以用作下一代纳米级低损耗信息处理系统中的数据载体。在这方面，具有在空间中周期性变化的特性的人造磁性材料，称为磁振子晶体，特别有希望用于控制和操纵磁振子电流。在这篇文章中，不同的方法实现静态，可重构，动态磁振子晶体，以及各种新的波现象发现在这些晶体。特别注意的是专门利用磁振子晶体处理模拟和数字信息。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall
Dynamics of reconfigurable artificial spin ice: towards magnonic functional materials
在过去的几年里，人工自旋冰的磁化动力学研究已经成为一个充满活力的研究领域。人工自旋冰是几何排列的相互作用的磁性纳米岛的集合，它们通过设计显示出挫折。这些最初是为了模仿稀土烧绿石材料的行为，并使用二维磁性测量技术研究涌现行为和挫折。最近，已经清楚的是，有可能制造人工自旋冰，其可以潜在地用作功能材料。在这方面，我们回顾了自旋冰的共振行为（这是在GHz的频率范围内），专注于其潜在的应用磁振子晶体。在磁振子晶体中，自旋波通过能带结构工程被功能化用于逻辑应用。虽然已经确定人工自旋冰可以具有丰富的模式谱，自旋冰创建磁振子晶体的适用性取决于它们的可重构性。因此，我们描述了最近的工作，旨在开发技术，并创建几何形状，允许完全可重构的自旋冰磁状态。我们还讨论了实验，理论和数值方法来确定人工自旋冰的光谱响应，并给出了展望可重构自旋冰的新方向。
2020-04-19 cond-mat.mes-hall
Tunable Strong Magnon-Magnon Coupling in Two-Dimensional Array of Diamond Shaped Ferromagnetic Nanodots
在过去的几年里，混合磁振子与不同量子粒子之间的耦合已经被广泛研究，包括量子电动力学在内的各种兴趣。在这样的系统中，利用具有高自旋密度的磁性材料中的磁振子，其中耦合强度通过自旋数量的平方根共同增强，以克服各个自旋与微波场之间的较弱耦合。然而，在受限的纳米磁体中实现强磁振子-磁振子耦合对于这种混合系统的片上集成是必不可少的。在这里，通过深入研究不同的磁振子模式之间的相互作用，在Ni 80 Fe 20（Py）纳米点阵列，我们表明，模间耦合可以接近强耦合制度，耦合强度高达0.82 GHz，协同系数为2.51。微磁学模拟表明，模间耦合是由每个纳米点内部的交换场介导的。耦合强度可以通过改变偏置场的强度和方向来连续调节，从而为混合磁振子系统的外部控制开辟了途径。这些发现可以极大地丰富快速发展的量子磁振子领域。
2023-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long distance transport of magnon spin information in a magnetic insulator at room temperature
自旋信息的传输已经在各种材料中进行了研究，例如金属，半导体和石墨烯。在这些材料中，自旋通过传导电子的扩散来传输。在这里，我们研究了自旋在磁性绝缘体中的扩散和弛豫，其中大的带隙阻止了电子的运动。然而，自旋仍然可以通过非平衡磁振子的扩散来传输，磁振子是磁有序材料中自旋波激发的量子。在这里，我们的实验表明，这些磁振子可以激发和检测完全电的线性响应，并可以通过磁绝缘体钇铁石榴石（YIG）的距离高达40微米的自旋角动量。我们确定两个运输制度：扩散限制制度的距离短于磁振子弛豫长度，和弛豫限制制度的较大距离。用一个类似于电子自旋输运的扩散-弛豫模型的模型，在室温下，我们在200 nm的YIG薄膜中提取了磁振子弛豫长度λ = 9.4 μ m。
2015-05-23 cond-mat.mes-hall
Acoustically-driven magnons in CrSBr bilayers
ITMO University（ITMO大学）；Queen’s University（女王大学）；University of Iceland（冰岛大学）
研究CrSBr双层中自旋激发与声波耦合，展示声波可共振生成磁子，外加磁场可调谐共振频率，为自旋电子学应用提供新平台。
2026-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing spin order via magnon transmission across quantum Hall ferromagnet heterojunctions
Harvard University（哈佛大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
该研究在单层-双层石墨烯量子霍尔铁磁异质结中首次实现磁振子传输，探测到双层石墨烯的自旋序，确立了异质结磁振子传输作为模块化磁有序探针的新方法。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall
Concurrence of topological electrons and magnons in the Kagome ferromagnet CoCu3(OH)6Cl2
自旋和电荷是电子的两个相互关联的性质。然而，以往的拓扑物质研究工作大多是分别研究电子和磁振子激发。本文采用密度泛函理论和Schwinger玻色子方法相结合的方法，同时计算了具有铁磁基态的CoCu 3（OH）6Cl 2的拓扑电子能带结构和拓扑磁振子谱.这种材料提供了一个理想的平台来研究不同类型的拓扑激发的相互作用。我们的工作也为处理具有窄带隙的关联拓扑磁系统提供了一种有用的方法。
2020-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Facet-dependent magnon-polarons in epitaxial ferrimagnetic Fe3O4 thin films
磁振子极化子是磁有序材料中晶格振动和自旋波的强磁弹性耦合产生的相干混合准粒子。磁振子极化子是磁振子自旋电子器件中必不可少的一个重要组成部分，它为磁振子的操纵提供了一个强有力的工具，近年来引起了人们的广泛关注。在这项工作中，我们报道了通过自旋塞贝克效应测量在外延铁磁Fe 3 O 4薄膜中实验观察到的依赖于晶面的磁振子极化子。在（110）和（100）取向的Fe_3O_4薄膜中，磁振子极化子的临界磁场分别为1.5 T和1.8 T，这是由于沿[110]和[100]方向的声子速度不同造成的。随着温度的降低，（110）和（100）取向的Fe3O4薄膜中磁振子极化子增强的自旋Seebeck电压降低，这可能是由于温度升高时磁振子极化子散射增强所致.这项工作表明，在外延磁性薄膜的晶体结构工程作为一个有前途的路线来操纵未来的磁振子自旋电子学应用的磁振子极化子。
2020-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-tunable magnetic and magnonic states in Ni-dihalide monolayers
研究了双轴和单轴应变对NiX2单层磁基态、临界温度及磁振子性质的影响，揭示了包含铁磁、螺旋磁和斯格明子相的复杂相图，并发现双二次交换相互作用及应变可调的软磁振子模式对磁性质具有显著影响。
2024-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon transport in quasi-two-dimensional van der Waals antiferromagnets
最近出现的2D范德瓦尔斯磁体下降到原子层厚度提供了一个令人兴奋的平台，探索量子磁学和自旋电子学的应用。范德华性质稳定了作为磁各向异性的结果的长程铁磁有序。此外，巨隧穿磁电阻和电控制磁已被报道。然而，2D范德华磁体的磁振子，基于磁振子的自旋电子学的潜力尚未被探索。在这里，我们报告的实验观察到的长距离的磁振子输运在准二维范德华反铁磁体MnPS3，这表明2D磁铁作为有前途的候选材料的磁振子。随着2D MnPS3厚度的减小，观察到较短的磁振子扩散长度，这可以归因于表面杂质诱导的磁振子散射。我们的研究结果可以为探索量子磁现象和设计基于二维范德华磁体的未来磁器件铺平道路。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of low-energy magnons on magnon Hanle experiments in easy-plane antiferromagnets
反铁磁材料的主机对自旋向上和自旋向下的磁振子，可以描述在一个磁振子赝自旋。这种磁振子赝自旋系统与电子载流子的赝自旋系统之间的密切相似性导致了反铁磁体中迷人现象的预测。最近，反铁磁赝自旋的相关动力学已被实验证实，特别是磁振子Hanle效应的首次观察已被报道。在这里，我们扩展的磁振子自旋输运的描述，明确考虑到有限自旋低能磁振子的贡献。在我们的实验中，我们实现了自旋注入和检测过程中的两个铂条，并研究了Pt条的反铁磁绝缘体赤铁矿薄膜中的磁振子的产生和扩散输运的影响。对于15 nm和100 nm厚的膜，我们发现一个明显的信号所造成的磁振子汉勒效应。然而，磁振子自旋信号表现出明显的差异，在这两种膜。与薄膜相比，对于较厚的薄膜，我们观察到在高磁场范围内的振荡行为以及在低磁场范围内的附加偏移信号。我们把这种偏移信号归因于有限自旋低能磁振子的存在。
2021-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent magnon-induced domain wall motion in a magnetic insulator channel
推进自旋波器件的发展需要高质量的低阻尼磁性材料，其中磁振子自旋电流可以有效地传播并与局部磁性织构有效地相互作用。研究表明，磁畴壁（DW）对Bi掺杂钇铁石榴石（BiYIG）垂直磁化沟道中的自旋波输运具有调制作用。相反，我们表明，磁振子自旋电流可以驱动DW运动的BiYIG沟道器件通过磁振子自旋转移力矩。在零外加磁场下，利用短至1 ns的射频脉冲激发磁振子自旋电流，可以使DW可靠地移动15 μ m的距离。驱动DW运动所需的能量是数量级小于金属系统的报告。这些结果促进了低开关能量磁振子器件和电路，其中可以通过磁通道内流动的磁振子自旋电流有效地重新配置磁畴。
2022-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Calculated magnetic exchange interactions in Dirac magnon material Cu3TeO6
最近磁振子能带结构的拓扑结构引起了人们极大的兴趣，特别是在Cu_3 TeO_6中的狄拉克磁振子已被实验观测到。在这项工作中，我们使用第一原理线性响应方法计算磁交换相互作用J，并发现这些J是短程的，可以忽略不计的Cu-Cu原子对分开超过7埃。此外，只有5个相当大的磁交换相互作用，根据它们的迹象和强度，预计适度的磁挫折。基于得到的磁交换耦合，我们成功地再现了实验的自旋波色散。计算的中子散射截面也与实验符合得很好。我们还计算了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（DMIs），并根据DMIs与J的竞争估计了磁非共线的倾斜角（约1.3°），这与实验结果一致.小的倾斜角与目前的实验不能区分自旋波谱中的狄拉克点和自旋波诱导节线相一致。最后，我们分析地证明了[Nat.Phys.14，1011（2018）]中所提出的“求和规则”仅在第11个最近邻处成立。
2018-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnon confinement and trapping at the nanoscale
International Quantum Academy（国际量子学院）；Beihang University（北京航空航天大学）；Universidad Técnica Federico Santa María（弗雷德里科·Santa María 技术大学）；Cnr-Istituto Officina dei Materiali（意大利国家研究委员会材料研究所）
本文综述了磁子限制与捕捉的方法和技术，探讨了其在磁电子学和量子计算中的应用与前景。
2026-02-09 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
Electric Field Switching of Magnon Spin Current in a Compensated Ferrimagnet
本研究整合磁振子与压电材料，通过应变介导的磁电耦合，在GdIG薄膜中实现无电荷电流的磁振子自旋流可逆电场切换，为全电场读写的低功耗磁振子逻辑器件提供材料平台。
2023-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Collective spin excitations of helices and magnetic skyrmions: review and perspectives of magnonics in non-centrosymmetric magnets
承载关联电子的磁性材料在信息技术和信号处理中发挥着重要作用。目前使用的铁磁、铁磁和反铁磁材料提供主要共线的微观力矩（自旋）。最近，更复杂的自旋结构，如自旋螺旋线和摆线重新引起了人们的兴趣。非中心对称螺旋磁体中Skyrmion晶格相的发现引发了人们的兴趣。在这篇综述中，我们解决如何自旋螺旋和skyrmion晶格丰富的磁性材料的微波特性。在讨论微波电子学和磁振子学的前景时，我们特别关注绝缘材料，因为它们避免了涡流损耗，提供了低自旋波阻尼，并可能允许集体自旋激发的电场控制。因此，它们进一步推动了以低能耗运行的磁振子的愿景。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The spin-flop transition in the quasi two dimensional antiferromagnet MnPS3 detected via thermally generated magnon transport
我们提出了检测自旋翻转转变的反铁磁范德华材料MnPS 3通过热产生的非局域磁振子输运使用坡莫合金检测条。反向反常自旋霍尔效应具有检测面外自旋累积的独特能力，这使得我们能够检测具有面外自旋极化的磁振子;与仅具有自旋霍尔效应并且仅对自旋累积的面内自旋极化敏感的高自旋轨道材料（诸如Pt）的条带形成对比。我们表明，非局域磁振子输运是能够测量的自旋翻转过渡的情况下，其他虚假的影响。我们的测量结果表明，自旋Seebeck效应产生的磁振子的检测之前和之后的自旋翻转过渡的磁振子自旋积累的信号反转同意与OOP自旋极化携带的磁振子模式之前和之后的SF过渡。
2022-10-04 cond-mat.mes-hall
Chirality-selective topological magnon phase transition induced by interplay of anisotropic exchange interactions in honeycomb ferromagnet
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Nantong University（南通大学）
研究发现，通过Dzyaloshinsky-Moriya相互作用和伪偶极相互作用的复杂相互作用，在蜂窝铁磁体中诱导出手性选择性的拓扑磁子相变，伴随体隙关闭和重新打开，以及能带反转，为磁子热霍尔电导率的符号变化提供了新的操控方法。
2025-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Operating regimes and materials limits of nonlinear magnon dynamics in Co-doped YIG
Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）
本文提出了一种非线性磁动力学平台，用于在纳米级铁氧体结构中实现受限制的非adiabatic参数激发。通过非线性频率调节器U，研究了非线性调制如何抑制不受控制的参数增长并驱动系统向动态局部化的低占用磁动力学态发展。
2026-08-20 cond-mat.mes-hall
Magnonic Su-Schrieffer-Heeger Model in Honeycomb Ferromagnets
拓扑电子学已经将其丰富性扩展到非电子系统，其中声子和磁振子可以扮演电子的角色。特别地，磁振子的拓扑相可以通过Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，简称Dzyaloshinski-Moriya）来实现，Dzyaloshinski-Moriya相互作用充当有效的自旋-轨道耦合。我们发现，除了ESTA，交替安排海森堡交换相互作用决定了磁振子带拓扑结构，实现磁振子模拟的苏-施里弗-海格尔模型。在具有垂直各向异性的蜂窝铁磁体上，我们通过调节不同链上交换相互作用的相对强度，计算了拓扑相图、手征边缘态和相关的磁振子霍尔效应.包括弱声子-磁振子杂交不会改变结果。候选材料进行了讨论。
2020-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Topological magnon amplification
拓扑学正迅速成为我们理解电子系统的基石。玻色子系统和它们的电子对应物一样，可以表现出拓扑能带结构，但是在实际材料中很难确定它们的拓扑性质，因为它们的基态是简单的凝聚态或真空，并且人们必须依赖于激发态，例如特征热霍尔响应。在这里，我们提出了驱动拓扑磁振子绝缘体的电磁场，并表明，这会导致边缘模式的不稳定性和一个大的非平衡稳态磁振子边缘电流。在此基础上，我们讨论了几个实验签名，明确建立拓扑磁振子边缘模式的存在。此外，我们的放大机制可以用来驱动拓扑行波磁振子放大器和拓扑磁振子激光器，在磁振子自旋电子学中具有应用。因此，这项工作代表了功能拓扑磁性材料的一步。
2019-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Room temperature realization of artificial chiral magnets with reprogrammable magnon nonreciprocity at zero field
本研究在室温零磁场下实现了可重编程的人工手性磁体，通过材料设计规则优化了螺旋结构以实现非反向磁子传输。
2024-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Modeling ultrafast demagnetization and spin transport: the interplay of spin-polarized electrons and thermal magnons
我们从理论上研究了激光诱导的自旋输运金属磁性异质结构使用有效的自旋输运的描述，对待巡游电子和热磁振子在平等的基础上。电子磁振子散射被包括在内，并作为超快退磁的驱动力。我们假设，在低通量限制的磁振子系统保持在一个准平衡，允许一个瞬态的非零磁振子化学势。结合巡游电子的扩散输运方程，描述用于绘制异质结构内的全自旋动力学。与最近的实验一致，我们发现，在自旋电流接收材料包括一个有效的自旋耗散通道的情况下，界面自旋电流成为直接成比例的磁化的时间导数。基于解析计算，我们讨论了自旋电流和磁化强度之间的其他关系可能出现的情况下，自旋电流接收材料显示低效的自旋翻转散射。最后，我们讨论了（界面）磁振子输运的作用，并表明，先验地，它不能被忽视。然而，它的意义强烈地依赖于系统参数。
2021-11-23 cond-mat.mes-hall
Spin wave damping in periodic and quasiperiodic magnonic structures
我们研究了周期和准周期序列的Py和Co线的自旋波本征模的寿命。这些材料在阻尼系数上有很大的不同，因此，结构内模式振幅的空间分布对于集体自旋波激发的寿命很重要。较低频率的模式更倾向于集中在Py线中，因为这种材料的FMR频率较低。模式振幅的这种不均匀分布（在较高阻尼的材料中具有较低振幅，在较低阻尼的材料中具有较高振幅）对于将集体激发的寿命延长到固体材料的寿命的体积平均值之外是优选的。我们建立了周期和准周期结构的模式的轮廓和它的寿命之间的关系。我们还进行了比较研究，以找出由于结构的复杂性和准周期系统局域化的增强对自旋波寿命的影响。
2019-03-03 cond-mat.mes-hall
Identifying, and constructing, complex magnon band topology
本文借鉴拓扑量子化学方法，提出利用可分解基本能带表示和对称性数据高效识别并构造材料中的拓扑磁振子能带，为自旋电子学相干输运提供新途径。
2022-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fate of Topological Dirac Magnons in van der Waals Ferromagnets at Finite Temperature
本文提出了范德华铁磁体中热磁子相互作用的微观理论，定量重现了CrBr3中狄拉克磁子的能级偏移与线宽，并阐明了有能隙材料中拓扑能隙的热稳定性及观察标准。
2025-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transmon probe for quantum characteristics of magnons in antiferromagnets
本研究针对反铁磁材料中磁振子量子特性探测难题，提出基于双格点反铁磁的磁振子-光子-transmon混合方案，可通过transmon量子比特的拉比频率表征磁不可见磁振子模式、手性及纠缠等量子特性，为量子传感与纳米磁学研究提供新途径。
2023-02-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Topological surface magnon-polariton in an insulating canted antiferromagnet
Beihang University（北京航空航天大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；International Quantum Academy（国际量子学院）
本文提出在绝缘倾斜反铁磁体（如赤铁矿）中利用强耦合磁振子-光子模式实现拓扑表面磁振子-极化激元，其源于体带的非平凡拓扑，为反铁磁自旋电子学提供新途径。
2025-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spin-wave dynamics in Permalloy/Cobalt magnonic crystals in the presence of a non-magnetic spacer
本文从理论上研究了在二维双组分磁振子晶体中，铁磁点和铁磁基体之间的非磁性间隔层对自旋波激发频散的影响。通过动力学矩阵方法，我们研究了在坡莫合金矩阵中的钴或坡莫合金点的正方形阵列所代表的厚度不均匀的结构。我们发现，引入一个非磁性间隔显着修改的总内部磁场，特别是在边缘的凹槽和点。这允许操纵自旋波的磁振子能带结构，自旋波定位在点的边缘处或凹槽边缘处的基质材料中。根据微磁学模拟结果，发现了两种端模，端模的局域化区域对相应的频率有显著的影响。我们还表明，与使用一个单一的铁磁材料，它是可能的设计一个磁振子晶体保留性能的双组分磁振子晶体和磁振子反点晶格。最后讨论了非磁性间隔层对群速度和磁振子带宽等技术相关参数的影响。
2017-03-11 cond-mat.mes-hall
Magnonic Spin-Transfer Torque in Ferromagnet/Antiferromagnet/Ferromagnet Trilayer
在具有单轴各向异性的反铁磁体（AF）中，自旋向上和自旋向下的磁振子共存，并形成类似于电子的固有自由度。当相邻的铁磁体（F）的极化，磁振子纯自旋电流可以热产生的AF。我们探讨热磁振子输运在一个绝缘的F/AF/F三层内的AF间隔内的传播磁振子可以转移角动量之间的两个Fs。我们发现，一个足够大的温度梯度可以切换下游F通过磁子自旋转移力矩，如果它最初是反平行的上游F。通过反转温度梯度可实现往复切换。使用典型的材料参数，我们估计的阈值在室温下小于1 K/nm，这可以通过提高温度和增强界面交换耦合来降低。
2018-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Cavity Magnonics
腔体磁振子学研究磁振子（磁性材料中的元激发）与受限电磁场的相互作用。我们介绍了基础物理学，并回顾了这个年轻领域的实验和理论进展，该领域正在为未来量子技术的集成做准备。它的吸引力主要来自于强磁振子-光子耦合和微波腔中容易达到的非线性区域。磁光谐振腔中磁振子与光的相互作用被布里渊散射增强，可以用来控制磁振子的分布。磁振子模与超导量子比特的腔光子介导耦合使得能够在单磁振子极限下进行测量。
2021-06-17 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
Topological Phases in Magnonics
本文综述拓扑磁振子学的最新进展，梳理磁振子霍尔效应、Chern绝缘体与拓扑半金属等现象、证据及候选材料。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall
Time-domain study of coupled collective excitations in quantum materials
本文综述量子材料中声子、磁振子、激子及极化激元等集体模式耦合的超快时域实验，阐明激光激发、探测机制及其对非平衡动力学的调控意义。
2025-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin Nernst Effect of Magnons in Collinear Antiferromagnets
在具有易轴各向异性的共线反铁磁体中，对称性保证了自旋波模是双简并的。这两种模式携带相反的自旋角动量，并表现出相反的手征。使用蜂窝反铁磁体中存在的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，我们表明，纵向温度梯度可以驱动两个模式到相反的横向方向，实现自旋能斯特效应的磁振子消失的热霍尔电流。我们发现，在有限温度下，Γ点和K点附近的磁振子对自旋横向输运的贡献相反，它们的竞争导致自旋能斯特系数的符号变化.讨论了可能的材料候选人。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Topological Magnons: A Review
在足够低的温度下，磁性材料通常进入相关相，该相承载集体的、相干的磁激发，例如磁振子或三重子。利用过去几年拓扑材料的巨大进展，最近的研究导致了对这些磁激发的几何和拓扑的新见解。与磁动力学相关的Berry相可以导致热和自旋输运中可观察到的结果，而拓扑绝缘体和半金属的类似物可以在自然磁耦合的磁振子能带结构内产生。磁激励提供了一个平台，探索磁对称性和拓扑结构的相互作用，驱动拓扑结构的转变使用磁场。研究相互作用对拓扑能带的影响，并在界面处产生拓扑保护的自旋流。在这篇评论中，我们调查所有这些主题的进展，突出方面的拓扑物质是独特的磁振子系统和途径尚未得到充分调查。
2021-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hybridization of terahertz phonons and magnons in disparate and spatially-separated material specimens
本文通过实验与理论证明，在太赫兹频段可利用同一光学腔模式使空间分离的反铁磁晶体磁振子与绝缘体声子发生光子介导的强耦合杂化，且杂化在毫米级间距下仍可调，为频率可调太赫兹器件提供了新途径。
2024-07-18 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
A generalized model of magnon kinetics and subgap magnetic noise
磁噪声谱为磁性材料的自旋动力学研究提供了一种非侵入性的探测手段。我们考虑二维磁有序绝缘体与磁振子激发，特别是那些支持长距离磁振子输运，其中氮空位（NV）中心，使访问（近）弹道输运制度的磁振子。我们发展了一个广义的理论来描述在很宽的长度尺度范围内的磁振子输运。从Boltzmann方程导出了纵向动态自旋磁化率，并将其推广到Lindhard形式，该形式被自旋守恒的磁振子碰撞和自旋弛豫所修正。我们的结果是一致的扩散（弹道）模型的长度尺度远大于（小于）的磁振子平均自由程，并提供了一个描述的中间制度。我们还对不同磁振子输运区的NV跃迁速率进行了预测。
2022-05-06 cond-mat.mes-hall
Microscopic origin of subthermal magnons and the spin Seebeck effect
最近的实验证据表明，低能磁振子是自旋塞贝克效应的主要贡献者。这种光谱依赖性是令人困惑的，因为它没有在同一材料的其他热流中观察到。在这里，我们认为，这种行为的物理起源是由声子介导的磁振子-磁振子散射，在一个过程中，保持磁振子的数量。为了评估这种散射的重要性和特点，我们从微观模型中推导出有效的磁振子-声子相互作用，包括能带能量，屏蔽的电子-电子相互作用和电子-声子相互作用。与高阶磁振子仅散射不同，我们发现与声子的耦合引起的散射对于低能量（或亚热）磁振子来说非常小，但在一定能量以上急剧增加-使磁振子在此能量以上的自旋电流传输差。
2016-05-12 cond-mat.mes-hall
