Acoustic attenuation in magnetic insulator films: effects of magnon polaron formation
Acoustic attenuation in magnetic insulator films: effects of magnon polaron formation
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磁绝缘体薄膜中的声衰减：磁振子极化子形成的影响
DOI：
10.1088/1361-6463/acae30
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Hu, Jia-Mian
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhuang, Shihao;Hu, Jia-Mian
磁振子和声子分别是自旋波和晶格波的量子，当它们的频率和波数与例外点的值足够接近时，它们可以杂化成磁振子极化子。在磁振子极化子色散解析计算的指导下，采用动态相场模拟方法研究了磁振子极化子的形成对磁性绝缘膜中体声波衰减的影响.结果表明，强的磁振子-声子耦合导致较大的衰减。模拟还表明存在一个最小的磁振子-声子相互作用时间所需的磁振子极化子的形成，这是发现减少磁弹性耦合系数，但增加与磁阻尼系数。这些结果加深了对磁性晶体中声衰减机制的理解，并为基于声驱动磁振子传播的新概念自旋互连的设计提供了见解。
A magnon and a phonon are the quanta of spin wave and lattice wave, respectively, and they can hybridize into a magnon polaron when their frequencies and wavenumbers match close enough the values at the exceptional point. Guided by an analytically calculated magnon polaron dispersion, dynamical phase-field simulations are performed to investigate the effects of magnon polaron formation on the attenuation of a bulk acoustic wave in a magnetic insulator film. It is shown that a stronger magnon–phonon coupling leads to a larger attenuation. The simulations also demonstrate the existence of a minimum magnon–phonon interaction time required for the magnon polaron formation, which is found to decrease with the magnetoelastic coupling coefficient but increase with the magnetic damping coefficient. These results deepen the understanding of the mechanisms of acoustic attenuation in magnetic crystals and provide insights into the design of new-concept spin interconnects that operate based on acoustically driven magnon propagation.
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