用单自旋传感器探测磁绝缘体中的自旋转矩振荡
介观与纳米尺度物理
2020-07-08 v1
摘要
自旋转矩振荡器(STO)中磁化的相干自持振荡是一种有前景的片上、纳米尺度微波磁场产生源。此类磁场可用于自旋波共振的局部激发、自旋量子比特的控制以及顺磁共振研究。然而,对 STO 发射磁场的局部表征一直是一项突出挑战。在此,我们利用金刚石中单个氮空位(NV)缺陷的自旋来探测铁磁绝缘体钇铁石榴石(YIG)微条中 STO 产生的磁场。NV 传感器兼具的光谱分辨率和灵敏度使我们能够分辨多种自旋波模式并表征其阻尼。当通过自旋注入将阻尼充分减小时,这些模式发生自振荡,表现为线宽急剧减小、磁功率谱密度发散,以及 STO 频率与外部微波源同步。这些结果开辟了定量、纳米尺度绘制 STO 产生微波信号的道路,并将 STO 用作介观自旋系统的局部探针。
引用
@article{arxiv.1810.07306,
title = {Spin-torque oscillation in a magnetic insulator probed by a single-spin sensor},
author = {H. Zhang and M. J. H. Ku and F. Casola and C. H. Du and T. van der Sar and M. C. Onbasli and C. A. Ross and Y. Tserkovnyak and A. Yacoby and R. L. Walsworth},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.07306},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 5 figures