論文の概要: Strong photon coupling to high-frequency antiferromagnetic magnons via topological surface states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.14780v1
- Date: Fri, 18 Oct 2024 18:00:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-22 13:16:45.474780
- Title: Strong photon coupling to high-frequency antiferromagnetic magnons via topological surface states
- Title（参考訳）: トポロジカル表面状態による高周波反強磁性マグノンへの強光子結合
- Authors: Henrik T. Kaarbø, Henning G. Hugdal, Sol H. Jacobsen,
- Abstract要約: 反強磁性マグノンとマイクロ波共振器光子との強い結合性を示す。
この結果により、高周波キャビティマグンの周波数の利用が促進され、量子情報技術への組み入れが可能となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: We show strong coupling between antiferromagnetic magnons and microwave cavity photons at both high and externally controllable magnon frequencies. Using the fully quantum mechanical path-integral method, we study an antiferromagnetic insulator (AFM) interfaced with a topological insulator (TI), taking Bi$_2$Se$_3$--MnSe as a representative example. We show that the mutual coupling of the spin-polarized surface states of the TI to both the squeezed magnons and the circularly polarized cavity photons results in a Chern-Simons term that activates the stronger electric, rather than magnetic, dipole coupling. Moreover, a squeezing-mediated enhancement of the coupling is achieved due to the unequal interfacial exchange coupling to the AFM sublattices, resulting in a coupling strength up to several orders stronger than for direct magnon-photon coupling. While direct cavity-AFM coupling has so far been limited in its applicability due to weak or low frequency coupling, this result may advance the utilization of high-frequency cavity magnonics and enable its incorporation into quantum information technology.
- Abstract（参考訳）: 反強磁性マグノンとマイクロ波共振器光子との強い結合性を示す。
完全量子力学経路積分法を用いて, トポロジカル絶縁体 (TI) と相互作用する反強磁性絶縁体 (AFM) について検討し, Bi$_2$Se$_3$-MnSe を代表例とする。
圧縮されたマグノンと円偏光したキャビティ光子の両方に対するTIのスピン偏光面状態の相互結合は、磁気的双極子結合よりも強い電気を活性化するチャーン・サイモンズ項をもたらすことを示す。
さらに、AFM基板との界面交換結合が不等であり、直接マグノン-光子カップリングよりも数桁の結合強度が強いため、スケズリングによるカップリングの強化が達成される。
直接共振器-AFM結合は、弱いあるいは低い周波数結合による適用性に制限されているが、この結果は高周波共振器マグノニクスの利用を推し進め、量子情報技術への組み入れを可能にする可能性がある。
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