안티 페로 마그네트에서 실시간 바카라 진동 모드의 결합 발견

Shiota Yoichi 조교수, Kyoto University Institute of Chemistry, Ishibashi Mio, Moriyama Takahiro 부교수 및 Ono Teruo 부교수 및 기타 연구 그룹, Spintronics의 중심 인 Taniguchi Tomohiro와 협력하여 National Institute of The Advinced Institute of the Adv Institute of the Adv Institute of the Advince of The Spintrounce와 협력하여 Shiota Yoichi 박사 학위 학생 자석이 반대 방향으로 결합되었습니다인공 반 강자성^{참고 1)}에서, anteiperromagnets에 고유 한 2 개의 실시간 바카라 진동 모드 (음향 모드/광학 모드^{참고 2)})는 특정 조건 하에서 서로 격퇴한다는 것을 발견했습니다 반발은 각 진동 모드가 에너지를 결합하고 교환 함을 의미합니다 두 가지semiparticle^{참고 3)}의 결합 하이브리드 양자 시스템이라고하며, 지금까지는 광자-마그 논 본딩 및 포논 마그 논 본딩이 주로 연구되었습니다 오늘날 우리가 발견 한 실시간 바카라 준 파파르티클 (Magnon-Magnon 커플 링) 사이의 커플 링은 현재 양자 정보 처리를 위해 연구되고있는 하이브리드 양자 시스템에 대한 새로운 관점을 제공 할 것이며, 실시간 바카라를 사용하여 새로운 정보 처리 기술의 개발로 이어질 것으로 예상됩니다

이 결과는 2020 년 7 월 1 일 미국 과학 저널에서 발표되었습니다물리 검토 편지"

양자 컴퓨터 및 양자 정보 통신과 같은 양자 정보 기술에 대한 응용 분야에서 두 가지 다른 준 사양의 결합을 사용하는 하이브리드 양자 시스템이 연구되고 있습니다 지금까지, 두 개의 상이한 준 사파르 (Photon-Magnon Bonds, Phonon-Magnon Bonds 등)의 결합이 주로 연구되었습니다 최근 몇 년 동안, 실시간 바카라 준파드 (Magnon-Magnon Coupling) 인 자석의 결합에 대한 연구가 전 세계적으로 수행되었습니다 자석은 양자 기계적 방식으로 자석에 의해 생성 된 파 (스핀 파)을 다루는 입자이며, 자석을 사용한 전자 회로는 소형 저전력 정보 처리 시스템을 생성하는 기술 일 것으로 예상됩니다

이 연구에서 철분 코발트 붕소 합금 (Fe₆₀CO₂₀B₂₀)를 사용하여, 각각의 실시간 바카라 극이 매우 얇은 루테늄 (Ru) 비자 성 층을 통해 반대 방향으로 결합 된 인공 항 피페로 마그네트를 사용 하였다 (도 1 (a)) 고주파 실시간 바카라장을 사용하여 스핀 파의 흥분 및 검출을 위해이 박막의 인공 항 강자성 물질에 안테나를 제작 하였다 (도 1 (b)) 도 1 (c)에 도시 된 바와 같이, 인공 항 피간 마그네트는 반 강자성에서 유래 된 2 개의 실시간 바카라 진동 모드 (음향 모드 및 광학 모드)를 갖는다 그림 2 (a)-(c) 스핀 파 전파 방향φ_K는 0 °, 45 ° 및 90 °로 틸팅하여 실시간 바카라장이 적용될 때 스핀 파 공명 스펙트럼을 보여줍니다φ_K= 0 °, 90 °, 음향 및 광학 모드의 공명 피크는 실시간 바카라장과 관련하여 단조롭게 변합니다 반면에,φ_K= 45 ° 두 개가있을 때공명 주파수^{참고 4)}성냥 반발은 각 진동 모드가 에너지를 결합하고 교환 함을 의미합니다 또한갭 주파수^{참고 5)}바인딩 강도g를 계산했을 때, 우리는 에너지 소산으로 인한 공명 피크 라인 폭보다 크기 때문에 강한 커플 링 상태가 실현되었다는 것을 발견했습니다 다음으로 실시간 바카라장의 적용 방향은φ_K= 45 °로 고정하고 여기 스핀 파의 파동 (파장의 역)을 변경하면서 스핀 파 공명 스펙트럼을 측정했을 때 반발의 크기 (즉, 커플 링 강도)가 파수에 대한 비례임을 발견했습니다

위의 실험 결과에서,이 연구에서 관찰 된 Magnon-Magnon 커플 링의 물리적 기원은 스핀 파의 흥분 때문입니다실시간 바카라 쌍극자 상호 작용^{참고 6)}10524_10631대칭 파괴^{참고 7)}깨어 있습니다

이 연구에서, 우리는 인공 항 피간 마그네트에서 두 가지 다른 진동 모드가 결합되어 있음을 발견하여 물리적 기원이 실시간 바카라 쌍극자 상호 작용을 통한 대칭의 중단임을 나타냅니다 이 연구 결과는 양자 정보 처리의 목표로 연구되고있는 하이브리드 양자 시스템에 대한 새로운 관점을 제공 할 것으로 예상되며, 자석을 사용한 새로운 정보 처리 기술의 개발로 이어질 것으로 예상됩니다

이 연구는 과학 연구, 특별 홍보 연구, 젊은 연구 (A), 도전적인 연구 (응급 연구의 지구), 새로운 학술 연구 : Nanospin Transformation Science, Young Research 및 Kyoto University Research Development Program [Ishizue]의 보조금으로 수행되었습니다

제목 : 합성 항 피페르로 마그넷에서 동적 쌍극자 상호 작용에 의해 매개되는 조정 가능한 Magnon-Magnon 커플 링
저자 : Yoichi Shiota, Tomohiro Taniguchi, Mio Ishibashi, Takahiro Moriyama 및 Teruo Ono
게시 된 잡지 :물리 검토 편지

참고 1 : 인공 반 강자성 물질

2 개의 실시간 바카라 층의 실시간 바카라 극이 비자 성 층을 통해 역 방향으로 연결되는 구조 비자 성 층의 필름 두께에 따라, 루테늄의 필름 두께는 평행 또는 안티 파란 렐과 결합 될 수 있으며,이 연구에서, 루테늄의 필름 두께는 반소 기준으로 결합되도록 설정되었다[참조로 돌아 가기]

참고 2 : 음향 모드/광학 모드

두 개의 발진기가 서로 같은 단계에서 진동하면 음향 모드를 광 모드라고하며 반대 단계에서 2 개의 발진기가 진동하면 광학 모드라고합니다[참조로 돌아 가기]

참고 3 Quasiparticle

Quantum을 기계적으로 작동하는 입자 또는 집단 모드를 말합니다 예로는 전자, 구멍, 포논, 광자 등이 있습니다 양자 기계적 용어로 자석에 의해 생성 된 파동 인 스핀 파를 치료하는 준 입자를 자석이라고합니다[참조로 돌아 가기]

참고 4 공명 주파수

특정 조건 (실시간 바카라장 강도 및 방향, 스핀 파수)에서 실시간 바카라 극은 특정 주파수에서 회전 운동 (공명)을 유발합니다 이 주파수를 공명 주파수라고합니다[참조로 돌아 가기]

참고 5 갭 주파수

이 연구에서, 음향 및 광학 모드의 스핀 파가 교차하는 조건, 즉 스핀파가 존재할 수없는 주파수에서 공명 주파수의 차이[참조로 돌아 가기]

참고 6 실시간 바카라 쌍극자 상호 작용

포지티브 및 음성 실시간 바카라 극 쌍을 실시간 바카라 쌍극자라고하며 실시간 바카라 쌍극자로부터 발생하는 실시간 바카라장으로 인한 상호 작용을 나타냅니다 예를 들어, 자석에서, n 극 (극)은 서로를 격퇴하고 N 극과 S 극은 실시간 바카라 쌍극자 상호 작용으로 인해 서로를 끌어냅니다[참조로 돌아 가기]

참고 7 : 대칭 파괴

대칭은 특정 작업을 수행 한 후에도 원래 상태 (변경되지 않은)임을 의미합니다 예를 들어, 중심 주위의 원을 몇 번이나 돌리더라도 외관은 변하지 않으므로 (연속적인) 회전 대칭이 있습니다 그러나 원을 타원으로 당기고 돌리면 타원은 대각선으로 향합니다 (180도와 같은 특정 각도로 회전하지 않는 한) 처음에 존재했던이 대칭은 더 이상 어떤 식 으로든 대칭 브레이킹이라고합니다 이 연구에서, 스핀 웨이브가 두 자석 (자석의 북쪽과 남쪽 극을 연결하는 선)의 실시간 바카라 극 중간을 통해 전달 될 때, 두 개의 자석을 전환 할 때 외관이 전혀 변하지 않습니다 그러나, 스핀 파가 다른 방향으로 이동할 때, 두 자석은 스핀 파에 가까운 극과 더 멀리 떨어진 극과 구별 될 수 있으므로 자석을 교환 할 때 대칭이 고장납니다[참조로 돌아 가기]