Bright and dark states of two distant macrospins strongly coupled by phonons
In: ISSN: 2160-3308 ; Physical Review X ; https://hal.science/hal-03334687 ; Physical Review X, 2022, 12, pp.011060. ⟨10.1103/PhysRevX.12.011060⟩, 2022
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8 pages, 5 figures ; International audience ; We study the collective dynamics of two distant magnets coherently coupled by acoustic phonons that are transmitted through an intercalated crystal. By tuning the ferromagnetic resonances of the two magnets to an acoustic resonance of the crystal, we control a coherent three levels system. We show that the parity of the phonon mode governs the nature of the indirect coupling between the magnets: the resonances with odd / even phonon modes correspond to out-of-phase / in-phase lattice displacements at the magnets, leading to bright / dark states in response to uniform microwave magnetic fields, respectively. The sample is a tri-layer garnet consisting of two thin magnetic layers epitaxially grown on both sides of a half-millimeter thick non-magnetic single crystal. In spite of the relatively weak magneto-elastic interaction, the long lifetimes of the magnon and phonon modes in the sample are the key to unveil this long range strong coupling. This demonstrates that garnets are a great platform to study multi-partite hybridization process between magnon and phonons at microwave frequencies.
Titel: |
Bright and dark states of two distant macrospins strongly coupled by phonons
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Autor/in / Beteiligte Person: | An, Kyongmo ; Kohno, Ryuhei ; Litvinenko, Artem N. ; Seeger, Rafael Lopes ; Naletov, Vladimir V. ; Vila, Laurent ; de Loubens, Gregoire ; Youssef, Jamal Ben ; Vukadinovic, Nicolas ; Bauer, Gerrit E. W. ; Slavin, Andrei N. ; Tiberkevich, Vasyl S. ; Klein, Olivier ; SPINtronique et TEchnologie des Composants (SPINTEC) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA) ; Kazan Federal University (KFU) ; Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes (LNO) ; Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay ; Laboratoire des Sciences et des Technologies de l'Information et de la Communication (LabSTIC) ; Université 08 mai 45 Guelma Algérie ; Aviation, Dassault ; WPI Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR) ; Tohoku University Sendai ; University, Oakland ; ANR-18-CE24-0021,MAESTRO,Excitation de magnons dans le régime fortement hors d'équilibre(2018) ; ANR-21-CE24-0031,Harmony,Hybridation entre Résonances Acoustique, Magnon et Photon dans le YIG.(2021) ; European Project: 101046630,Palantiri |
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Zeitschrift: | ISSN: 2160-3308 ; Physical Review X ; https://hal.science/hal-03334687 ; Physical Review X, 2022, 12, pp.011060. ⟨10.1103/PhysRevX.12.011060⟩, 2022 |
Veröffentlichung: | HAL CCSD ; American Physical Society, 2022 |
Medientyp: | academicJournal |
DOI: | 10.1103/PhysRevX.12.011060 |
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