論文の概要: Unconventional magnetism mediated by spin-phonon-photon coupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.09246v1
- Date: Wed, 15 May 2024 10:58:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-16 13:46:20.086680
- Title: Unconventional magnetism mediated by spin-phonon-photon coupling
- Title（参考訳）: スピンフォノン-光子カップリングによる非定常磁性
- Authors: Petros Andreas Pantazopoulos, Johannes Feist, Francisco J. García-Vidal, Akashdeep Kamra,
- Abstract要約: 我々は、真空光子と混合されたフォノンとの結合を介するスピン間のバイカドラティックな長距離相互作用をポーラリトンに予測する。
結果として生じる秩序状態は、仮想フォノンの交換によって媒介される超伝導を思い出させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Magnetic order typically emerges due to the short-range exchange interaction between the constituent electronic spins. Recent discoveries have found a crucial role for spin-phonon coupling in various phenomena from optical ultrafast magnetization switching to dynamical control of the magnetic state. Here, we demonstrate theoretically the emergence of a biquadratic long-range interaction between spins mediated by their coupling to phonons hybridized with vacuum photons into polaritons. The resulting ordered state enabled by the exchange of virtual polaritons between spins is reminiscent of superconductivity mediated by the exchange of virtual phonons. The biquadratic nature of the spin-spin interaction promotes ordering without favoring ferro- or antiferromagnetism. It further makes the phase transition to magnetic order a first-order transition, unlike in conventional magnets. Consequently, a large magnetization develops abruptly on lowering the temperature which \aknew{could} enable magnetic memories admitting ultralow-power thermally-assisted writing while maintaining a high data stability. The role of photons in the phenomenon further enables an in-situ static control over the magnetism. These unique features make our predicted spin-spin interaction and magnetism highly unconventional paving the way for novel scientific and technological opportunities.
- Abstract（参考訳）: 磁気秩序は通常、構成電子スピン間の短距離交換相互作用によって生じる。
近年の発見は、光超高速磁化スイッチングから磁気状態の動的制御に至るまで、様々な現象においてスピンフォノンカップリングに重要な役割を担っている。
ここでは, 真空光子を偏光子にハイブリダイゼーションしたフォノンとの結合を介し, スピン間の二極性長距離相互作用の出現を理論的に実証する。
スピン間の仮想偏光子の交換によって実現された秩序状態は、仮想フォノンの交換によって媒介される超伝導を連想させる。
スピンスピン相互作用のバイカジュラルな性質は、強磁性や反強磁性を好まずに秩序化を促進する。
さらに、従来の磁石とは異なり、磁気秩序への位相遷移を1次遷移にする。
これにより、大磁化は、高データ安定性を維持しながら超低出力熱アシスト書き込みを許容する磁気記憶を可能にする「aknew{could}」の温度低下によって突然発生する。
この現象における光子の役割は、磁気をその場で静的に制御することを可能にする。
これらのユニークな特徴は、予測されたスピンスピン相互作用とマグネティクスを、新しい科学的および技術的機会の道を切り開くことにする。
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