由表面图案化铁磁体中选择性耦合的相干磁子与声子模式形成的磁子极化子

不同激发的两个量子之间的强耦合导致杂化态的形成，这为利用新的自由度以高效率和精度控制现象开辟了途径。磁子极化子是声子与磁子的杂化态，即磁有序材料中晶格振动与自旋波的基元激发量子。磁子极化子可在磁子与声子色散曲线相交且二者频率重合处形成。由于磁子与声子相互作用微弱且寿命短，危及形成杂化态所需的强耦合，磁子极化子在时域中的观测一直极具挑战。本文中，我们通过具有纳米周期表面图案的金属铁磁体中磁子与声子的空间匹配克服了这些限制。在周期铁磁结构中形成的所选声子与磁子模式的空间重叠导致高耦合强度，结合其长寿命，使我们得以找到光激发磁子极化子的明确证据。我们表明，局域磁子与声子态的对称性在磁子极化子形成及其在光激发磁瞬态中的表现中起着关键作用。