В работе [1] с помощью метода терагерцовой накачки и оптического зондирования продемонстрирован новый режим магнон-фононной динамики, который при резонансе Ферми способствует взаимному ангармоническому обмену энергией между магнонами и фононами. Понимание спин-решеточных взаимодействий в антиферромагнетиках является важнейшим элементом в области антиферромагнитной спинтроники и магноники. В антиферромагнетике CoF₂ обнаружена когерентная нелинейная динамика фононов, опосредованная магнонным состоянием. Показано, что сильно связанное состояние два магнона / один фонон в этой системе открывает новый путь для когерентного управления магнон-фононной динамикой. В эксперименте реализованы условия возникновения магнон-фононного резонанса Ферми в антиферромагнитном CoF₂ при использовании интенсивных узкополосных терагерцовых импульсов и внешнего магнитного поля величиной до 7 T. Эти условия подразумевают, что как спиновая, так и решеточная ангармоничности получают выигрыш по энергии при взаимодействии между подсистемами, если собственная частота магнона в два раза меньше частоты фонона. Таким образом, исследована связанная магнон-фононная динамика вблизи резонанса Ферми и выявлены соответствующие признаки нелинейного взаимодействия, облегчающие обмен энергией между этими подсистемами.

Публикации

1. [1] T.W.J. Metzger, K.A. Grishunin, C., Reinhoffer, R.M. Dubrovin, A. Arshad, I. Ilyakov, T.V.A.G. de Oliveira, A. Ponomaryov, J.-Ch. Deinert, S. Kovalev, R.V. Pisarev, M.I. Katsnelson, B.A. Ivanov, P.H.M. van Loosdrecht, A.V. Kimel, E.A. Mashkovich, Magnon-phonon Fermi resonance in antiferromagnetic CoF2., Nat Commun 15, 5472 (2024).