2026年7月13日——由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格兰杰工程学院材料科学与工程系创始人教授阿克塞尔·霍夫曼领导、并与阿贡国家实验室及科罗拉多大学科罗拉多斯普林斯分校研究人员合作组成的团队，展示了一种在磁性材料中产生自发、自持振荡的新机制。这项发表在《自然通讯》上的研究表明，通过向由钇铁石榴石制成的薄膜延迟线泵入微波能量，研究人员可以触发一个四波混频过程，将泵浦的自旋波转换成两种新的、相位独立的磁振子模式：一种是频率较高的“自发”模式，另一种是波数接近零的“闲频”模式。

与以往产生自发磁振荡的方法（例如依赖自旋极化电流补偿磁阻尼的自旋扭矩振荡器）不同，这种参量泵浦方法能产生线宽极窄的振荡，窄至23.5千赫兹，对应品质因数高达245,000。自发模式的频率可在很宽的范围内调谐——通过调整泵浦频率可调谐高达300兆赫，通过改变外加磁场则可调谐几个千兆赫，这赋予了研究人员用早期技术难以实现的精细控制能力。

该团队还证明，自发模式的行为类似于真正的自激振荡器：它可以与外部探测信号“锁相”，即调整自身相位以匹配外部刺激，而非严格锁定在泵浦信号上，这与自旋扭矩纳米振荡器的行为相似，但噪声要低得多。基于这一特性，研究人员展示了相同的自发动力学可作为一种高效的磁子参量放大器，仅使用单一泵浦音调就能将微弱的探测信号放大高达40分贝，这比传统四波混频放大器设计（通常需要两个独立的泵浦输入）更为简化。

这些发现为非线性磁子学和同步物理学开辟了新的可能性，并在微波信号处理、低功耗自旋电子器件以及利用传播自旋波独特相位和频率控制的非常规计算架构方面具有潜在应用。

伊利诺伊大学格兰杰工程学院的隶属关系

阿克塞尔·霍夫曼是伊利诺伊大学格兰杰工程学院材料科学与工程系的材料科学与工程教授。他还隶属于材料研究实验室，并担任伊利诺伊材料研究科学与工程中心主任。他拥有创始人教授的职位。