反铁磁畴壁中的质能等效原理与太赫兹磁子激发
2024-6-20 14:57:46本站
狭义相对论是现代物理学最重要的成就之一,它做出了几个重要预测,例如时间膨胀、运动物体的尺寸收缩和质能等价。狭义相对论对理解有质量粒子的运动做出了重大贡献,特别是在接近光速的速度下,从而为核技术等各个领域带来了突破。
除了有质量的粒子外,一些准粒子也遵循相对论物理原理。一个典型的例子是太赫兹 (THz)波段的反铁磁 (AFM) 磁子/自旋波,由于 AFM 拉格朗日量的洛伦兹不变性,它满足相对论色散关系。最近的研究报道了AFM DW的尺寸收缩效应。与华中科技大学张悦副教授课题组合作,我们研究了在磁各向异性能量梯度下,运动的 AFM DW 激发太赫兹磁子。磁子的能量来自于由于各向异性能量降低导致的有效 DW 质量损失。此外,THz 磁子的激发会伴随 DW 宽度的增加,从而能克服洛伦兹收缩效应。
理论模型示意图:由电压控制的磁各向异性梯度触发DW运动,AFM DW随着各向异性能量的降低而失去质量,释放的DW自能转化为THz磁子。
我们的结果为研究 AFM 纹理中的相对论物理以及通过直流电方式有效产生 THz 磁子提供了新的思路。
该工作得到了国家自然科学基金的资助。
论文链接:
Appl. Phys. Lett. 124, 162405 (2024).