偶极纳米磁体阵列中的交错磁磁振子
Altermagnetic Magnons in Dipolar Nanomagnet Arrays
- Universität Münster（明斯特大学）
- Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨凯泽斯劳滕-兰道技术大学）
- Radboud University（拉德堡德大学）
- Johannes Gutenberg University Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）
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AI总结：
该研究在仅由偶极相互作用耦合的纳米磁体阵列中实现了交错磁磁振子，通过宏自旋理论与微磁模拟验证了自旋劈裂能带及d波自旋图案，为各向异性磁振子输运提供了可调平台。
AI中文摘要：
交错磁性通常是在自旋守恒框架下理解的，在该框架中，具有零净磁化的共线磁体中会出现由对称性强制实现的动量依赖的自旋劈裂。在这里，我们表明，尽管自旋守恒被内在破坏，其定义性特征在仅通过偶极相互作用耦合的纳米磁体阵列中仍然存在。利用偶极耦合铁磁纳米岛的宏自旋理论，并辅以微磁模拟，我们证明了以交错磁对称性设计的阵列展现出自旋劈裂的磁振子能带，其本征态可以部分地保持强自旋极化。由此产生的自旋期望值在整个布里渊区显示出特征性的$d$波图案，确立了超越传统自旋守恒范式的交错磁磁振子的介观实现。因此，自旋波传播变得强烈依赖于方向，为各向异性磁振子输运和合成交错磁功能提供了一个高度可调的平台。
英文摘要：
Altermagnetism is conventionally understood in a spin-conserving framework, where symmetry-enforced momentum-dependent spin splitting emerges in collinear magnets with vanishing net magnetization. Here, we show that its defining signatures persist in nanomagnet arrays coupled exclusively by dipolar interactions, despite the intrinsic breaking of spin conservation. Using a macrospin theory of dipolar-coupled ferromagnetic nanoislands, corroborated by micromagnetic simulations, we demonstrate that arrays engineered with altermagnetic symmetries exhibit spin-split magnon bands whose eigenstates can partially remain strongly spin polarized. The resulting spin expectation value displays the characteristic $d$-wave pattern throughout the Brillouin zone, establishing a mesoscopic realization of altermagnetic magnons beyond the conventional spin-conserving paradigm. As a consequence, spin-wave propagation becomes strongly direction dependent, providing a highly tunable platform for anisotropic magnon transport and synthetic altermagnetic functionality.
