YSGAG：量子磁子学中 YIG 的理想衬底
介观与纳米尺度物理
2026-03-31 v2 其他凝聚态物理
摘要
量子磁子学利用磁子的量子特性来推进纳米尺度的量子信息技术。亚铁磁性的钇铁石榴石（YIG）以其极长的磁子寿命而闻名，是一种基石材料，通常作为薄膜生长在钆镓石榴石（GGG）上以实现晶格匹配。然而，顺磁性的 GGG 在低温下会因衬底磁化而引入有害的阻尼，从而削弱量子应用。在此，我们研究了生长在钇钪镓铝石榴石（YSGAG）衬底上的 150 nm 厚 YIG 薄膜中的磁阻尼，YSGAG 是一种新开发的、可替代 GGG 的抗磁性衬底。我们使用低至 30 mK 的铁磁共振谱，将 YIG/YSGAG 与传统的 YIG/GGG 参考系统进行了比较。我们证明，YIG/YSGAG 系统在 300 K 至 30 K 的温度范围内保持低阻尼，室温下 ，可与最佳的 YIG/GGG 薄膜和块体 YIG 相媲美，且没有低温下的上升趋势。抗磁性衬底消除了在磁化 GGG 上占主导地位的耗散机制，在整个温度范围内保持了低磁阻尼。因此，YSGAG 是量子磁子学中 YIG 薄膜的理想衬底，并为基于自旋波的量子技术的发展铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2508.19044,
title = {YSGAG: The Ideal Substrate for YIG in Quantum Magnonics},
author = {Rostyslav O. Serha and Carsten Dubs and Christo Guguschev and Bernd Aichner and David Schmoll and Julien Schäfer and Jaganandha Panda and Matthias Weiler and Philipp Pirro and Michal Urbánek and Andrii V. Chumak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.19044},
year = {2026}
}