磁振子-极化激元的超快传播
应用物理
2025-12-01 v2
摘要
磁化强度的操控是自旋电子学和磁振子学技术的核心，这类系统的最终性能受限于磁激发能够传播的速度。在此，我们展示了磁振子-极化激元——由自旋波与电磁场耦合产生的混合准粒子——在纯的、铋和镓取代的钇铁石榴石（YIG、Bi:YIG和Ga:YIG）薄膜中的超快传播。利用时间和相位分辨布里渊光散射显微镜和时间分辨扫描透射显微镜，我们证明磁振子-极化激元的传播速度可以超过100 km/s，比传统自旋波快近三个数量级，并且可以在20 nm厚的薄膜中在超过40微米的距离上被观测到。基于推迟麦克斯韦方程和Polder张量形式论的解析建模证实了激发的混合性质，并捕捉到了非平凡的色散和衰减曲线。值得注意的是，磁振子-极化激元保持了高的初始磁化幅度和长的衰减长度，从而能够在远离激发源的地方对磁化强度进行超快操控。我们证明，它们可以移动磁畴壁或稳定非线性磁化过程。前所未有的高传播速度使磁振子-极化激元成为未来基于自旋的计算架构中高速信息传输的有希望的候选者，有可能克服磁振子逻辑电路中长期存在的群延迟瓶颈。
引用
@article{arxiv.2511.13636,
title = {Ultrafast propagation of magnon-polaritons},
author = {Ondřej Wojewoda and Miela J. Gross and Jan Klíma and Jaganandha Panda and Jakub Krčma and Jakub Holobrádek and Kristýna Davídková and Andrii V. Chumak and Philipp Pirro and Roman Verba and Sebastian Wintz and Qi Wang and Caroline A. Ross and Michal Urbánek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.13636},
year = {2025}
}
备注
After further investigation, the conclusions presented in the paper were proved invalid