声子的探测对于研究共振耦合的磁振子与声子的相互转化至关重要。本文我们报道了通过微聚焦布里渊光散射在 Ni/LiNbO 3 混合异质结构上直接可视化磁振子和声子的共振耦合。表面声子的静态图样源于入射波 𝜓 0 (𝐴 0 , 𝒌, 𝜑 0 ) 与反射波 𝜓 1 (𝐴 1 , −𝒌, 𝜑 1 ) 之间的干涉,由于磁振子-声子耦合,磁场可以调制表面声子的静态图样。通过分析从布里渊光谱中获得的声子信息,可以确定磁振子系统(Ni 薄膜)的性质,例如铁磁共振场和共振线宽。该结果提供了关于耦合磁振子-声子系统中声子操控和检测的空间分辨信息。
[1] 张志华, 庄国忠, 郭可欣, 袁建华, Superlatt.微结构。 2016,100,440。[2] a)FK Boz,B. Nisanci,S. Aktas,SE Okan,Appl。冲浪。科学。 2016年,387,76; b) S. Yilmaz,M. Kyrak,国际。 J. Mod.物理。 B 2018 , 32 , 1850154. [3] RLM Melono, CF Lukong, O. Motapan, J. Phys. B:At.,Mol.选择。物理。 2018,51,205005。[4] G. Safarpour、MA Izadi、M. Nowzari、E. Nikname、MM Golshan、Commun。理论。物理。 2014 ,61,765。[5] Y. Yakar,B. Çakır,A. Özmen,Int. J. Mod.物理。 J 2007 , 18 , 61 [6] H. Kes, A. Bilekkaya, S. Aktas, S. Okan, Superlatt.微结构。 2017 ,111,966. [7] a)O. Akankan、I. Erdogan、H. Akbas ̧、Phys. E 2006,35,217; b) XC Li、CB Ye、J. Gao、B. Wang、Chin。物理。 B 2020 , 29 , 087302. [8] a)XC Li, CB Ye, J. Gao, B. Wang, Chin.物理。 B 2020,29,087302; b) JD Castano-Yepes、A. Amor-Quiroz、CF Ramirez-Gutierrez、EA Gomez、Phys。 E 2020,109,59。[9] a)H. El, AJ Ghazi, I. Zorkani, E. Feddi, A. El Mouchtachi, Phys. B2018,537,207; (b)E. Niculescu、C. Stan、M. Cristea 和 C. Trusca,Chem.物理2017 ,493 ,32。[10] a)B. Cakir、Y.Yakar、A.Ozmen,Chem.物理。莱特。 2017年,684,250; b) Y. Yakar、B. Çakir、A. Özmen,Chem.物理2018,513,213。
Fe 2 O 3 /Cr 2 O 3 /Fe 2 O 3 ( f )、Cr 2 O 3 /Fe 2 O 3 ( g ) 和 Fe 2 O 3 ( h ) 样品。XMLD 光谱
太赫兹 (THz) 时域光谱有助于深入了解半导体异质结构中的电子动力学。高场 THz 光谱探测 GaAs 量子阱 (QW) 系统的激子非线性响应,并能够在时域中测量其相干动力学。因此,THz 光谱可以让人们探索多体相互作用的基本特性以及半导体纳米器件技术的潜力。这项工作使用计算方法分析了半导体微腔中的光物质相互作用。当 QW 微腔中的激子与腔光子强耦合时,会形成一种称为激子极化子的新准粒子。本论文表明,具有光学和 THz 激发的经典耦合谐振子可用作模型来模拟激子极化子动力学及其量子相干现象。通过采用激子模式的时间相关衰减和改变光脉冲和 THz 脉冲之间的延迟,演示了激子-光子耦合系统的时间演化。由于强光物质杂化,在频谱中观察到正常模式分裂。最后,将本工作计算出的激子-极化子振荡与使用半导体布洛赫方程获得的参考计算结果进行了比较。
摘要:我们报道了通过近距离氮空位 (NV) 单自旋传感器对磁性绝缘体 Y 3 Fe 5 O 12 薄膜中具有宽波矢范围的磁振子进行光学检测。通过多磁振子散射过程,激发的磁振子在 NV 电子自旋共振频率下产生波动磁场,从而加速 NV 自旋的弛豫。通过测量 NV 中心发射的自旋相关光致发光的变化,可以光学访问波矢可变至 ∼ 5 × 10 7 m − 1 的磁振子,从而为揭示磁系统中潜在的自旋行为提供了另一种视角。我们的结果凸显了 NV 单自旋量子传感器在探索新兴自旋电子材料的纳米级自旋动力学方面提供的重大机遇。关键词:量子传感、氮空位磁力仪、自旋波、磁绝缘体
自旋电子学领域的进步为技术提供了巨大的资源,使其在经典信息处理(如数据存储)的多个方面得到发展。现在,研究自旋电子学中尚未被广泛探索的量子信息途径至关重要。腔光磁学是一个新兴领域,它描述了磁振子与腔内电磁驻波的相互作用 [1,2]。磁振子与微波 (MW) 光子强烈相互作用,从而使得经典和量子信息处理和存储应用成为可能,这些应用具有相干操控的磁振子以及通信(光纤)和处理(超导量子比特)单元之间的上/下量子转换器 [3,4]。在本次演讲中,我们将从理论上探索经典和量子范围内微波腔中铁磁体的非线性,并评估量子信息的资源,即涨落压缩和二分纠缠 [5]。当包含所有其他磁振子模式时,我们使用非谐振子(Duffing)模型的(半)经典和量子分析对 Kittel 模式的稳态相空间进行分类。随后,我们计算了可蒸馏纠缠的非零界限,以及稳定态下混合磁振子模式二分配置的形成纠缠。在现实条件下,使用钇铁石榴石样品,可以在两个不同的光通道中通过实验获得预测的磁振子纠缠。[1] X. Zhang、C.-L. Zou、L. Jiang 和 HX Tang,Phys. Rev. Lett. 113, 156401 (2014)。[2] Y. Tabuchi、S. Ishino、T. Ishikawa、R. Yamazaki、K. Usami 和 Y. Nakamura,Phys. Rev. Lett. 113, 083603 (2014)。 [3] A. Osada、R. Hisatomi、A. Noguchi、Y. Tabuchi、R. Yamazaki、K. Usami、M. Sadgrove、R. Yalla、M. Nomura 和 Y. Nakamura,物理学家。莱特牧师。 116, 223601 (2016)。 [4] Y. Tabuchi、S. Ishino、A. Noguchi、T. Ishikawa、R. Yamazaki、K. Usami 和 Y. Nakamura,科学 349, 405 (2015)。 [5] M. Elyasi,YM Blanter,GEW Bauer,物理学家。修订版 B 101 (5), 054402 (2020)。
相互作用系统通常以它们的基态和低能激发的特性为特征。例如,在自旋系统中,低能激发的特性将海森堡模型与伊辛或 XY 模型区分开来,即使基态可能相似。在量子材料中,可以通过仔细分类它们的激发来区分各种各样的有间隙系统(由电荷密度波、强关联或超导引起)。低能激发的特性因材料所表现出的物理行为而异。考虑一个绝缘体,其低能行为可以用相互作用的自旋很好地描述。它将表现出与金属费米液体不同的低能激发,而金属费米液体的低能行为可以用电子准粒子很好地描述。此外,不同的探针(如光导率、中子散射或光发射)可以探测系统的不同方面。举一个具体的例子,我们来看看 Fe 基超导体 FeSe 的低能激发。这些激发既可以从自旋(中子)1 的角度观察,也可以从电荷(光学)2 的角度观察。这两种方法都可以提供有关该材料的互补信息。有些多体相互作用系统可以通过分析确定其光谱。在自旋系统中(如 XY 模型),Holstein-Primakoff 3 或 Jordan-Wigner 4 变换会将系统转换为可以立即确定激发光谱的形式。这是因为自旋系统的激发实际上具有费米子特性,而从原始自旋图像中提取这种特性很麻烦。另一种方法是猜测波函数,然后获得激发,例如在 BCS 理论 5 中
相互作用系统通常以它们的基态和低能激发的特性为特征。例如,在自旋系统中,即使基态可能相似,低能激发的特征也可以将海森堡模型与伊辛或 XY 模型区分开来。在量子材料中,可以通过仔细对它们的激发进行分类来区分各种各样的有间隙系统(由电荷密度波、强关联或超导引起)。低能激发的特性因材料所表现出的物理行为而异。考虑一个绝缘体,其低能行为可以用相互作用的自旋很好地描述。它将表现出与金属费米液体不同的低能激发,而金属费米液体的低能行为可以用电子准粒子很好地描述。此外,不同的探针(如光导率、中子散射或光发射)可以探测系统的不同方面。举一个具体的例子,我们来看看 Fe 基超导体 FeSe 的低能激发。我们已经从自旋(中子)[ 1 ] 和电荷(光学)[ 2 ] 两个角度对这些激发进行了研究。这两个角度提供的关于材料的相关信息相互补充。有些多体相互作用系统可以通过分析确定其光谱。在自旋系统中(如 XY 模型),Holstein-Primakoff [ 3 ] 或 Jordan-Wigner [ 4 ] 变换会将系统转换为可以立即确定激发光谱的形式。这是因为自旋系统的激发实际上具有费米子特性,而这种特性在原始自旋图像中很难提取。另一种方法是猜测波函数,然后获得激发,例如 BCS 理论 [ 5 ] 或量子霍尔效应 [ 6 ]。然而,对于一大类系统,还没有已知的精确解,必须通过数值方法获得编码低能激发的相关函数。可以通过以下方式实现
