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时变介质的磁子学:通过相变驱动的时间界面实现巨放大

介观与纳米尺度物理 2025-12-09 v1 应用物理

摘要

吉尔伯特阻尼——限制磁子器件中自旋波传播的主要障碍——可以从对手转变为资产。在这里,我们展示了在具有垂直磁各向异性的超薄膜中,在与场驱动的均匀面内态到条纹畴态相变相关的时间界面上,自旋波振幅实现了175倍的放大,超过了现有的参量和自旋扭矩方案(10-50倍),且无需连续电源。当在有限吉尔伯特阻尼存在下将面内偏置场扫过临界值时,自旋波色散发生剧烈软化,本征频率穿过零点并获得驱动指数增长的正虚部。我们将其识别为在异常点附近运行的阻尼诱导不稳定性——这是一种非厄米简并,反直觉的是,增加的吉尔伯特阻尼增强了放大。该机制利用了这些磁性薄膜特有的要素:吉尔伯特阻尼、Dzyaloshinskii-Moriya相互作用诱导的非互易性以及场驱动相变——据我们所知,这种组合在光子或声学时变平台中没有直接对应物。我们的分析框架提供了明确的设计规则,而微磁模拟捕捉了完整的非线性动力学,包括条纹畴形成。这项工作将时间磁子学确立为可重构、无光刻自旋波控制的新范式。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.07713,
  title  = {Magnonics of time-varying media: Giant amplification via phase-transition-driven temporal interfaces},
  author = {Krzysztof Sobucki and Pawel Gruszecki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.07713},
  year   = {2025}
}