利用单电子自旋进行纳米尺度自旋波探测
介观与纳米尺度物理
2015-08-12 v2
摘要
关联电子系统支持丰富的磁激发，从传统的自旋波到低维或几何阻挫自旋系统中的奇异分数激发。在纳米长度尺度上探测此类激发对于揭示其基础物理和开发新型自旋电子纳米器件至关重要。然而，目前尚无成熟的技术能在环境条件下对关联电子磁激发进行实空间、几纳米尺度的探测。在此，我们提出了一种利用金刚石中单个氮-空位（NV）中心进行磁力测量的解决方案。我们专注于铁磁微盘中的自旋波激发，并展示了在距微盘约50纳米处对自旋波磁场进行局域、定量和相位敏感的探测。我们通过探测微盘纵向磁化强度的相关局部减弱，绘制了自旋波激发随磁场变化的图谱。此外，我们通过NV自旋弛豫测量法表征了自旋噪声谱，发现其与二维磁系统中自旋-自旋关联产生的杂散场的通用解析描述高度吻合。这些互补的测量模式为对诸如铁磁体和反铁磁体、斯格明子、原子组装量子磁体和自旋冰等系统的局部激发进行成像铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1410.6423,
title = {Nanometre-scale probing of spin waves using single electron spins},
author = {Toeno van der Sar and Francesco Casola and Ronald Walsworth and Amir Yacoby},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.6423},
year = {2015}
}