二维反铁磁体中自旋织构动力学的机械共振传感
介观与纳米尺度物理
2025-05-05 v1 材料科学
摘要
自旋自由度与宏观机械运动（包括伸缩、剪切和旋转）之间的耦合，在驱动、换能和信息处理等领域引起了广泛关注，并具有应用前景。迄今为止的实验已经确立了机械响应对长程有序或孤立单自旋态的作用。然而，机械运动是否能与另一种类型的磁性结构——非共线自旋织构（如畴壁、斯格明子等，其自旋具有纳米尺度的空间变化）耦合，并且是实现高速计算器件的有希望的候选者，仍然难以捉摸。在这里，我们报告了使用由二维反铁磁（AFM）MnPS3制成的纳米机电谐振器检测集体自旋织构动力学，其应变灵敏度为 。通过检查磁场下的射频机械振荡，识别出新的磁转变，表现为谐振频率的急剧下降。这些转变归因于集体的AFM畴壁运动，这得到了磁致伸缩的解析建模和大规模自旋动力学模拟的支持。此外，在转变场处机械非线性的异常大调制推断出由于超快畴运动而产生的类流体响应。我们的工作建立了自旋织构与机械动力学之间的强耦合，为自旋织构的机电操纵和开发量子混合器件奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2503.11793,
title = {Mechanical resonant sensing of spin texture dynamics in a two-dimensional antiferromagnet},
author = {S M Enamul Hoque Yousuf and Yunong Wang and Shreyas Ramachandran and John Koptur-Palenchar and Chiara Tarantini and Li Xiang and Stephen McGill and Dmitry Smirnov and Elton J. G. Santos and Philip X. -L. Feng and Xiao-Xiao Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.11793},
year = {2025}
}