近日，中國科學技術大學科研團隊在磁力系統研究方面取得新進展。團隊通過磁振子與高頻聲子相互作用，在磁力系統中實現寬帶磁聲混合頻率梳。
磁振子系統能夠與光學光子、微波光子、機械聲子及超導量子比特等自由度實現相互耦合，成為構建混合量子系統的理想平臺。同時，磁振子系統利用自旋作為信息載體，在大規模、低功耗信息處理領域備受關注。此前，團隊以工藝成熟的釔鐵石榴石微球為磁振子微腔，通過磁—力學相互作用，在具有機械模式的諧振腔中實驗產生磁振子頻率梳。但是，廣泛使用的YIG微球具有較低的磁振子損耗，并支持高品質光學模式與長壽命機械振動，但其球腔結構導致模式體積較大、非線性系數較低，限制了磁子頻率梳的頻譜寬度，制約了磁振子系統向大規模、可擴展方向的發展。
團隊通過實驗在釔鐵石榴石薄膜器件中構建了克爾非線性磁機械系統。該器件支持磁振子模式與多個高次諧波體聲波模式耦合。該薄膜器件將磁振子和機械聲子的模式體積進一步降低，使得磁非線性系數增強，系統在低激發功率下即可清晰觀測到的磁振子雙穩態現象。得益于顯著的非線性效應，團隊激發了磁子—聲子混合頻率梳，并利用外部注入參考微波實現了克爾誘導的頻率梳同步現象，生成的頻率梳帶寬超過400MHz，對應的梳齒數目超過130根。
上述研究為集成磁振子學器件的發展奠定了基礎。同時，該器件在片上信號處理和超靈敏檢測方面具有應用潛力，開辟了非線性混合磁振子學研究的新前沿。
相關研究成果發表在《物理評論快報》（Physics?Review?Letters）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會和中國科學院等的支持。
論文鏈接
（a）磁力薄膜微腔與微波諧振腔之間的耦合示意圖，（b）微波—磁振子—機械聲子之間相互作用示意圖，（c）實驗測試系統示意圖
本文鏈接：研究利用磁力系統實現寬帶磁聲混合頻率梳http://www.sq15.cn/show-12-2194-0.html
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