近日，我校物理与力学学院柯亚娇副教授在倾斜反铁磁单晶Sm0.6Er0.4FeO3中，系统研究了磁子的偏振依赖拉曼散射，成功将此前仅在YIG体系GHz频段实现的磁子产生/湮灭非对称控制拓展至太赫兹频段（0.60 THz）。该成果以“Selective Control of THz Magnon-Light Interactions via Light Polarization”为题，发表在期刊《AdvancedMaterials》上。论文第一作者为武汉理工大学物理与力学学院柯亚娇副教授。通讯作者为中国科学院物理研究所何为副研究员、成昭华研究员以及安徽大学汤进教授。论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.74848

反铁磁体（AFM）凭借太赫兹量级自旋动力学、抗外磁场干扰及超快响应，成为新一代自旋电子与磁子器件的理想平台。然而，传统磁子-光相互作用过程中，磁子产生（斯托克斯散射）与湮灭（反斯托克斯散射）的概率受磁圆双折射（MCB）和磁线双折射（MLB）独立贡献的限制，本质对称。团队在倾斜反铁磁单晶Sm0.6Er0.4FeO3中，系统研究了磁子的偏振依赖拉曼散射。实验发现，该材料中存在两种截然不同的磁子模式：准铁磁（qFM）模式呈现螺旋度保持、偏振无关散射；而准反铁磁（qAFM）模式则呈现螺旋度改变、且强烈依赖于入射光偏振方向的散射。此外，通过温度调控可动态切换主导散射通道，揭示自旋重取向转变对磁子-光相互作用的深刻影响。

                                图1倾斜反铁磁中偏振控制的磁子-光相互作用

 该工作的物理核心在于，首次在反铁磁体系中实现了磁圆双折射（MCB）与磁线双折射（MLB）的相干干涉调控。通过简单调节线偏振光方向，即可选择性地完全抑制斯托克斯（磁子产生）或反斯托克斯（磁子湮灭）散射，获得超过20倍（13 dB） 的不对称强度比。这一机制完全无需外加磁场，仅凭光偏振态即可主动操控太赫兹磁子的量子态。本成果不仅验证了干涉型光-磁子相互作用从GHz到THz的普适性，更将稀土正铁氧体确立为多功能光磁平台，为未来开发超高速、低功耗、无外场的太赫兹反铁磁磁子器件（如量子开关、磁子逻辑回路）开辟了全新路径。

                                      图文：柯亚娇   审核：何大平   编辑：何文卓