反铁磁体中宽带自旋动力学和磁振子输运的量子传感
介观与纳米尺度物理
2025-07-18 v4
摘要
利用量子自旋传感器（QSS）进行磁共振的光学探测，为探测磁体中的自旋动力学提供了一种空间局域且灵敏的技术。然而，其作为反铁磁共振（AFMR）探针的效用仍是一个悬而未决的问题。我们首次实验演示了在层状范德华反铁磁体（AF）中高达24 GHz频率的光学探测AFMR。我们利用QSS的自旋弛豫，该弛豫源于均匀AFMR模式激发的磁振子集体动力学所产生的低频磁场涨落。首先，通过AFMR光谱学，我们表征了AF的内禀交换场和磁各向异性。其次，利用QSS的局域灵敏度，我们展示了数十微米尺度的磁振子输运。最后，我们发现光学探测效率随频率增加而提高。这展示了QSS作为高频磁化动力学和磁振子输运探测器的双重能力，为理解和调控反铁磁体的磁性铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2410.23421,
title = {Quantum Sensing of Broadband Spin Dynamics and Magnon Transport in Antiferromagnets},
author = {Alex Lee Melendez and Shekhar Das and Francisco Ayala Rodriguez and I-Hsuan Kao and Wenhao Liu and Archibald J. Williams and Bing Lv and Joshua Goldberger and Shubhayu Chatterjee and Simranjeet Singh and P. Chris Hammel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.23421},
year = {2025}
}
备注
Article is 21 pages including 4 figures, supplemental material is 10 pages including 4 figures