通过拓扑表面态实现强光子与高频反铁磁磁振子的耦合
介观与纳米尺度物理
2025-09-03 v2 量子物理
摘要
我们展示了反铁磁磁振子与微波腔光子之间在高的且外部可控的磁振子频率下的强耦合。使用全量子路径积分方法，我们研究了与拓扑绝缘体（TI）界面的反铁磁绝缘体（AFM），以BiSe--MnSe为代表示例。我们表明，TI的自旋极化表面态与压缩磁振子和圆偏振腔光子的相互耦合产生了一个陈-西蒙斯项，该激活了更强的电偶极子耦合，而非磁偶极子耦合。此外，由于与AFM子晶格的不等界面交换耦合，实现了压缩介导的耦合增强，导致耦合强度比直接磁振子-光子耦合强几个数量级。虽然直接的腔-AFM耦合由于弱或低频耦合而迄今在适用性上受到限制，但这一结果可能推动高频腔磁振子学的应用，并使其能够融入量子信息技术。
引用
@article{arxiv.2410.14780,
title = {Strong photon coupling to high-frequency antiferromagnetic magnons via topological surface states},
author = {Henrik T. Kaarbø and Henning G. Hugdal and Sol H. Jacobsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.14780},
year = {2025}
}
备注
9 pages, 2 figures, 1 Appendix