一个与材料无关的平台,利用高次谐波体声波谐振器探究自旋-声子相互作用
自旋-声子相互作用在新型自旋量子技术中具有双重作用。一方面,它们会通过退相干效应限制器件性能;另一方面,它们又是实现自旋相干操控、探测以及构建自旋量子网络的关键资源。然而,对其直接表征仍存在挑战,且通常依赖于具体材料特性。该研究团队提出了一种在毫开尔文温度及千兆赫兹频率下探测自旋-声子耦合的新方法,该方法通过铌酸锂薄膜换能器的粘弹性转移,将高次体声波谐振器(HBAR)与任意晶体集成。通过将稀薄自旋系综的拉莫尔频率调谐至与HBAR模式共振,研究人员从声学色散和耗散测量中提取出自旋-声子相互作用的各向异性和强度。该团队在钨酸钙(CaWO4)和正硅酸钇(Y2SiO5)晶体中验证了该方法,对铒掺杂系综实现了高达0.5的协同度。这种几乎不受制备限制的方法为研究复杂晶体材料中的自旋-声子相互作用提供了新途径,相关成果将推动具有增强型自旋-声子耦合的混合量子系统设计及离子-基质组合的探索。

