Technical Papers and Presentations

微波腔自旋电子学（Spin Cavitronics）是自旋电子学与腔量子电动力学之间的交叉领域。微波腔量子电动力学的应用之一就是利用光与物质的相互作用实现量子信息的处理，而自旋波在量子尺度下即是磁振子，是一种玻色子，磁振子与微波腔内的光子能够强耦合，实现信息在两种不同媒质中的交换。微波腔自旋电子学的一种典型的研究方法为将磁性小球置于微波腔中，通过调节施加在磁性小球上的外加磁场大小来使其与微波腔内的电磁波驻波模式（亦称为腔模）实现强耦合。这种自旋波与电磁波之间的相互作用（磁振子与光子的耦合）为自旋流的调控以及研究磁矩的非线性动力学行为提供了新的方法。在微波腔中，电磁场能够影响磁性材料中磁矩的进动，而磁矩的进动又会辐射出电磁波。为了仿真这种复杂的动力学系统，我们利用COMSOL中的数学模块自主开发了一套微磁学模块，用以仿真宏观磁矩在外磁场作用下的动力学行为。同时我们将该微磁学模块与COMSOL自带的射频模块相耦合。该仿真方法能够很好地重复出实验结果，如自旋波模式与电磁波模式之间的能级劈裂。进一步地，我们利用该方法解释与预言了一些新奇现象，如由耗散耦合导致的能级吸引以及磁性体间通过电磁波产生间接耦合所形成的宏观人工分子等。