非共线磁性绝缘体 Cu$_2$OSeO$_3$ 中的磁子-光子耦合
介观与纳米尺度物理
2019-04-10 v3 量子物理
摘要
在 5-100K 温度范围内，研究了非共线手性磁体 CuOSeO 中的磁子与双模 X 波段微波谐振腔之间的反交叉行为。在磁场诱导的铁磁相中，我们观察到磁子与两个微波腔模之间的强耦合 regime，其 cooperativity 达到 3600。在锥形相中，腔模与基态螺旋磁子模色散耦合，并且我们证明 CuOSeO 的磁相图可由腔共振频率的测量重建。在螺旋相中，发现了高阶螺旋磁子模与腔模的杂化态——螺旋磁子极化子（helimagnon polariton）。我们的结果揭示了一类新的磁系统，其中可观察到微波光子与非平凡自旋织构的强耦合。
引用
@article{arxiv.1802.07113,
title = {Magnon-photon coupling in a non-collinear magnetic insulator Cu$_2$OSeO$_3$},
author = {L. V. Abdurakhimov and S. Khan and N. A. Panjwani and J. D. Breeze and M. Mochizuki and S. Seki and Y. Tokura and J. J. L. Morton and H. Kurebayashi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.07113},
year = {2019}
}
备注
revised version (including details on the mechanism of helimagnon-photon coupling), main text (5 pages, 3 figures) + supplemental materials (part 1 and part 2)