Ferrimagnetic 绝缘体中声子角动量的磁化开关
材料科学
2025-06-16 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
圆偏振声子提供了一种新的途径来传递固体中的角动量。然而，在不改变材料结构或组成的情况下控制声子角动量仍然具有挑战性。本文演示了通过利用绝缘体内的固有 ferrimagnetic 性质来实现承载角动量的声子的非易失性开关。我们发现，一对副极声子由于自发破坏时间反演对称性而产生高达声子频率 20% 的巨大能级分裂。当施加适中磁场时，声子角动量的两条副极声子分支可随磁化方向一起被切换。值得注意的是，在临界温度附近，有效声子磁矩被放大，达到 2.62 个波尔磁矩，超过了 magnon 的磁矩。基于声子- magnon 耦合的微观模型可解释这些观察结果。此外，我们识别出两种声子域，具有相反的声子 Zeeman 分裂，并提出在域边界处存在拓扑受保护的声子边缘态。这些结果表明磁场可有效操控副极声子，为在微米尺度上工程化副极声子域 paving the way。
引用
@article{arxiv.2501.10650,
title = {Magnetic switching of phonon angular momentum in a ferrimagnetic insulator},
author = {Fangliang Wu and Jing Zhou and Song Bao and Liangyue Li and Jinsheng Wen and Yuan Wan and Qi Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.10650},
year = {2025}
}