王振宇博士在Phys. Rev. Applied发表研究成果

2018-11-8 11:20:43本站


在手性磁体和对称性破缺的磁性薄膜中广泛存在着一种反对称交换相互作用---Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)。该作用对磁型孤子结构(如斯格明子和手性磁畴壁等)的稳定存在有着重要的影响,同时还会导致自旋波传播的非互易性。因此,探测DMI强度是非常重要的研究课题。

 

目前,通过布里渊光散射谱(BLS)来测量波矢垂直磁矩时自旋波的频率差是最常见的探测DMI强度的方法。但当波矢平行于磁矩时,频率差为零,该方法将不再适用。另外,由于受到光斑大小导致的空间分辨率的限制,BLS同样无法用来探测宽度较窄的磁性纳米带中的DMI强度。为了克服这些技术难题,本文系统性地研究了自旋波在磁性薄膜中的传播和相互作用,并揭示出DMI所导致的一些有趣现象,如波矢和群速度的非共线性,负折射,以及受激three-magnon过程。利用这些现象,我们提出了相应的探测DMI的方法:利用波矢和群速度的非共线性和负折射可以用来测量磁性薄膜中的DMI,而磁性纳米带中DMI强度可以通过非线性的three-magnon过程进行探测。该工作将有助于扩展当前探测DMI强度的实验手段,并有望促进手性自旋波电子器件的设计。

 

该工作得到了国家自然科学基金,国家重点研发计划的资助。


论文链接:

Phys. Rev. Applied 10, 054018 (2018)


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