Colloquium Oct 8, 2026 - Hybrid Light–Matter–Spin Excitations in a van der Waals Magnet

Винод Менон Городской колледж Нью-Йорка Гибридные свето-материйно-спиновые возбуждения в ван-дер-ваальсовском магните Магнитные материалы, свет и электронные возбуждения могут взаимодействовать таким образом, что приводят к совершенно новым физическим явлениям [1]. На этом коллоквиуме я рассмотрю одну из таких платформ: CrSBr, слоистый ван-дер-ваальсовский магнитный полупроводник, в котором магнитные и оптические возбуждения сильно связаны. Я покажу, что магнитные возбуждения, или магноны, коллективные волны спинов в материале, оставляют прямой и когерентный отпечаток на его оптическом отклике [2]. Что еще более примечательно, магноны могут опосредовать взаимодействия между экситонами. Это предоставляет новый способ управления нелинейными оптическими явлениями посредством магнетизма, при этом спиновые волны действуют как регулятор, управляющий взаимодействием света со светом [3]. Затем я перейду к динамике этих магнитных возбуждений и представлю микроволновую спектроскопию спектра спиновых волн CrSBr. Эти измерения указывают на путь когерентного преобразования между микроволновыми и оптическими сигналами, используя те же самые взаимодействия экситон-магнон, которые управляют оптическим откликом [4]. Такое преобразование микроволнового сигнала в оптический в конечном итоге может обеспечить мост между сверхпроводящими квантовыми схемами, работающими на микроволновых частотах, и оптическими квантовыми сетями. В совокупности эти результаты показывают, как взаимодействие магнетизма, света и квантовых возбуждений в материалах Ван-дер-Ваальса может открыть новые возможности для управления светом с помощью спина. [1] P. Adak et al. Nature Materials (2026) https://doi.org/10.1038/s41563-026-02636-0 [2] F. Dirnberger et al. Nature vol. 620, p. 533 (2023). [3] B. Datta, P. Adak, S. Yu et al., Nature Materials vol. 24, p. 1027 (2025) [4] П. Адак и др. ArXiv:2604.03441 (2026) (В печати Nature Materials)