Рамановский отпечаток двух ветвей терагерцевых спиновых волн в двумерном гексагональном ферромагнетике Изинга

Двумерный (2D) магнетизм долгое время оставался предметом поиска и лишь совсем недавно был реализован в атомных кристаллах магнитных ван-дер-ваальсовых материалов. До настоящего времени всеобъемлющее понимание магнитных возбуждений в таких 2D-магнетиках отсутствует. Здесь мы сообщаем о результатах исследований 2D-гексагонального ферромагнетика CrI₃ методом поляризованной микрорезонансной спектроскопии. Мы предоставляем убедительные доказательства существования двух наборов спиновых волн с нулевым импульсом на частотах 2,28 терагерца (ТГц) и 3,75 ТГц соответственно, которые на три порядка величины выше частот в обычных ферромагнетиках. Отслеживая зависимость обеих спиновых волн от толщины, мы показываем, что обе являются поверхностными спиновыми волнами с временами жизни, на порядок превышающими их временные периоды. Наблюдение двух ветвей высокочастотных долгоживущих поверхностных спиновых волн в 2D-CrI₃ демонстрирует необычную спиновую динамику и сложное взаимодействие с флуктуациями в двумерном пределе, открывая возможности для создания сверхбыстрой спинтроники с использованием 2D-магнетиков.