二维二元磁子晶体中带窄化与模式转换的观测

我们引入了一种新型二元磁子晶体，其中两种不同尺寸的Ni$_{80}$Fe$_{20}$纳米点对角连接构成一个单元，这些单元以方形晶格排列。利用时间分辨磁光克尔效应显微镜，在改变偏置磁场大小和面内取向（$\phi$）的条件下测量了样品的磁化动力学。有趣的是，在$\phi=0^{\circ}$时，自旋波模式分布显示出阵列内频率选择性的自旋波功率空间局域化。在$0^{\circ}<\phi\leq 45^{\circ}$范围内改变$\phi$时，我们观察到由于局域到扩展的自旋波模式转换引起的带窄化。进一步增大$\phi$时，自旋波模式逐渐失去扩展特性，并在90$^{\circ}$时再次完全局域化。我们广泛展示了静磁杂散场分布对自旋波模式旋转对称性的作用。从微磁模拟中，我们发现与单独小点和大点阵列相比，纳米点之间的偶极-交换耦合导致了自旋波模式分布的显著改变。在数值上，我们还表明纳米点之间的物理连接在不同偏置磁场取向的晶格中提供了对自旋波传播的更多控制点。这种新型二元磁子晶体可能在自旋波波导、滤波器、耦合器及其他片上微波通信器件等磁子器件中具有潜在应用。