磁子学：连接电荷、自旋与光子的自旋波

自旋波（SW）是铁磁凝聚态体中自旋系统的激发。它们是电子系统的集体激发，从准经典观点看，可理解为电子自旋的相干进动。类似于光子，它们也被称为磁子（magnon），以表明其准粒子特性。自旋波的集体性由短程交换相互作用以及非局域磁偶极相互作用确立，导致自旋波在从中尺度乃至宏观尺度上均保持相干。作为这种集体相互作用的一个后果，自旋波是“无电荷电流”的，因而较少受原子尺度上杂质散射引起的耗散影响。这相对于自旋电子学中的扩散输运是一明显优势，后者不仅利用电子的电荷，还利用其自旋自由度。任何（自旋）电流天然涉及电子的运动，从而导致散射、过度发热及损耗。这使得自旋波成为输运自旋信息的有前途的替代方案——这是凝聚态物理的重大挑战之一。