作为磁子波导的斯格明子管

诸多最新实验已证实理论预言，即平面磁性结构中的畴壁可作为出色的磁子波导来导引自旋波，为构建磁子器件建立了优良平台。近来，三维纳米磁性得到迅猛发展并成为磁学的重要分支，因为三维磁结构揭示了平面结构背后大量涌现的新物理，并将不可避免地为民器件工程提供更广阔的空间。斯格明子与反斯格明子作为天然的三维磁构型，尚未在自旋波导引与操控的背景下被考虑。本文中，我们展示斯格明子管在适当激发下可作为非平面磁子波导。磁性纳米棱柱中的孤立斯格明子管诱导出空间分离的自旋波内部通道与边缘通道；与边缘通道相比，内部通道具有更窄的能隙，因而可在更低频率下传输信号。此外，我们验证了沿磁性纳米棱柱的那些自旋波束被限制在势阱区域内。此类波导中自旋波信号的传输源于斯格明子局域驱动本征模（即呼吸模与旋转模）的相干传播。最后，我们发现沿内部通道的自旋波比沿边缘通道的自旋波更不易受磁场影响。我们的工作将为自旋波操控开辟新领域，并有助于连通斯格明子学与磁子学。