中国科大实现磁子晶体传输特性的成像与控制 2025-04-23

中国科学技术大学物理学院、中国科学院量子信息重点实验室孙方稳教授团队利用金刚石NV色心中的自旋缺陷(NV色心)作为量子传感器，成功实现了磁子晶体传输性能的探测和调控。相关成果以”Imaging and Control of Magnonic Crystals Transmission Properties using Quantum Sensors”为题，于2025年4月15日正式发表在国际材料科学期刊《Advanced Functional Materials》上。

磁子晶体—具有周期性横向变化特性的人工磁性介质，是下一代模拟和数字信息处理的理想信号载体。然而，在复杂环境中缺乏通用的原位测量技术来表征磁子晶体的传输特性，使得大规模基于磁子的计算难以实现。

孙方稳课题组利用量子传感器(金刚石NV色心)开发了不同温度下的原位自旋波散射场检测技术。研究并分析了温度对自旋波特征参数的影响，以及不同波长自旋波在磁子晶体中的杂散场强度成像。成功实现了对磁子晶体中自旋波透射率的温度控制，这意味着可按需重构的磁子晶体得以实现。研究围绕磁子晶体透射特性的成像与控制，提供了一种利用原位量子传感器研究磁子器件的新途径，并为大规模磁子电路的发展铺平了道路。

研究结果为进一步探索原位量子传感器与磁子器件的集成开辟了令人兴奋的研究方向，推动自旋波检测及大规模磁子电路的控制。

论文第一作者为中国科学技术大学博士研究生江旺，通讯作者为董杨副研究员与孙方稳教授。该研究获科技创新2030重大项目、国家自然科学基金及地方省市研发计划支持。