面向腔磁子学的拓扑磁子-光子相互作用

过去十年中，腔磁子学(topological insulators 译为拓扑绝缘体)与拓扑绝缘体的研究均取得显著进展，然而将两者结合的可能是尚未探索的。在此，我们通过研究同时包含铁磁体与拓扑绝缘体的混合腔系统来探索这种联系。我们发现，与基于磁偶极耦合的传统腔磁子学理论不同，拓扑表面态中的电子有效地介导了铁磁体自旋与腔电场之间的有效电偶极耦合。我们将此耦合称为拓扑磁子-光子相互作用，估计其比传统磁子-光子耦合强一个数量级，并展示其符号可被调控。我们讨论了所提议器件利用电子学实现腔系统缩小规模与控制的可能性。我们的结果为探索腔磁子学与拓扑绝缘体融合所启用的功能奠定了坚实基础。