論文の概要: Unlocking Photon Magnon Interplay via Saturation Magnetization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.11977v1
- Date: Sat, 17 May 2025 12:18:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-20 14:57:10.967691
- Title: Unlocking Photon Magnon Interplay via Saturation Magnetization
- Title（参考訳）: 飽和磁化による光子マグノンのアンロック
- Authors: Sachin Verma, Jiten Mahalik, Abhishek Maurya, Rajeev Singh, Biswanath Bhoi,
- Abstract要約: 光子マグノンハイブリッドシステムは、量子情報処理および量子センシング技術における次世代デバイス開発のための有望なプラットフォームを提供する。
平面六角形リング共振器(HRR)における飽和磁化の系統的変化による光子マグノン結合(PMC)強度の制御とイットリウム鉄ガーネット(YIG)薄膜構成について検討した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Photon magnon hybrid systems present a promising platform for the development of next generation devices in quantum information processing and quantum sensing technologies. In this study, we investigate the control of photon magnon coupling (PMC) strength through systematic variation of the saturation magnetization in a planar hexagonal ring resonator (HRR) integrated with a yttrium iron garnet (YIG) thin film configuration. Using full wave numerical simulations in CST Microwave Studio, we demonstrate that tuning the Ms of the YIG film from 1750 Oe to 900 Oe enables systematic control over the coupling strength across the 127 to 51 MHz range at room temperature. To explain the observed PMC dynamics, we develop a semiclassical analytical model based on electromagnetic theory that accurately reproduces the observed coupling behavior, revealing the key role of spin density in mediating the light matter interaction. The model is further extended to include the effects of variable magnon damping across different Ms values, enabling broader frequency control. These findings establish Ms as a key tuning parameter for tailoring PMC, with direct implications for the design of tunable hybrid systems for reconfigurable quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 光子マグノンハイブリッドシステムは、量子情報処理および量子センシング技術における次世代デバイス開発のための有望なプラットフォームを提供する。
本研究では, 平面六角形リング共振器 (HRR) における飽和磁化の系統的変化による光子マグノン結合(PMC)強度の制御とイットリウム鉄ガーネット(YIG)薄膜構成について検討した。
CSTマイクロ波スタジオのフルウェーブ数値シミュレーションを用いて、1750 Oeから900 OeまでのYIG膜のMs調整により、室温127MHzから51MHzの範囲での結合強度を体系的に制御できることを実証した。
観測されたPMC力学を説明するため、電磁理論に基づく半古典的解析モデルを構築し、観測された結合挙動を正確に再現し、光物質相互作用を媒介するスピン密度の重要な役割を明らかにする。
このモデルは、様々なMs値にまたがる可変マグノン減衰の効果を含むように拡張され、より広い周波数制御が可能となった。
これらの知見は、MsをPMCを調整するための鍵となるチューニングパラメータとして確立し、再構成可能な量子デバイスのためのチューニング可能なハイブリッドシステムの設計に直接的な意味を持つ。
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