2025年5月30日,大湾区大学(筹)物质科学学院联合松山湖材料实验室,特邀意大利国家研究委员会(CNR)IOM 那不勒斯研究所的 Gianluca Gubbiotti 教授,在大湾区大学(筹)校园举办了一场主题为 “Advancing Magnonics to the Third Dimensions”的学术讲座,带领同学们探索磁子学前沿,领略磁子动力学研究从二维到三维空间拓展应用的独特魅力,从理论角度理解自旋波等概念、学习具有高难度的布里渊光散射(BLS)光谱技术。本次讲座由王传寿老师主持。
Gianluca Gubbiotti教授是磁子学、磁振子学及相关材料、物理和应用方面的杰出专家,在意大利国家研究委员会(CNR)IOM 那不勒斯研究所从事研究工作多年,研究成果斐然,首次通过实验证实了平面一维与二维磁子晶体中的自旋波带结构。他在Nature Nanotechnology、Nature Communications、Physical Review Letters等国际顶级期刊发表论文200多篇,发表13篇专著章节,并担任两部学术著作的主编,论文被引用超9900次,H指数达到56。此外,他担任多个专业期刊的编委,并作为报告作者在国际学术会议、研讨会及研究中心发表80余次学术报告,其中包括30次特邀演讲及讲座。
讲座伊始,Gianluca Gubbiotti教授为大家介绍了磁子学的背景知识,关于BLS的原理、自旋波的基本概念、类型、色散关系以及兰道-利夫希兹方程等相关理论知识的讲解深入浅出,让同学们理解了斯托克和反斯托克过程,清楚了k空间的范围以及磁性表面波的色散关系。另外,Gianluca教授指出通过BLS技术可以探测到这些自旋波的特征,介绍了如何探测自旋波,旨在帮助观众理解磁性材料中自旋波的物理特性和运动规律,为进一步讲解接下来的磁子学相关的信号处理、通信和计算等应用奠定理论基础。
接着,Gianluca Gubbiotti 教授深入阐述了磁子学在三维领域研究的关键意义与广阔前景。他提到,随着CMOS电子技术向三维垂直集成结构发展,人们对三维磁子学纳米结构的兴趣日益浓厚。相较于传统的平面系统,三维磁子学系统展现出显著优势,其允许层与层之间的垂直连接,为构建更具可扩展性和可配置性的设备提供了全新思路与可能。目前,科研工作者正在积极探索开发新一代磁子学系统。一种方法是通过堆叠磁性点或反磁性点来扩展平面纳米结构,这不仅能为系统增加新功能,还能增强对自旋波带结构的控制能力。另一种方法则涉及使用混合异质结构,例如金属-绝缘体、金属-重金属等组合,这些特殊的结构组合能够实现诸如滤波、引导和非互易性等自旋波(SW)特性,为磁子学器件的性能优化与功能拓展带来了新的机遇。并详细介绍了团队在这些方面的研究成果和实验进展,借助一系列精美的实验数据和模拟图像,让在场听众直观地感受到三维磁子学研究的独特魅力与巨大潜力。
在互动环节,现场师生积极提问,Gianluca Gubbiotti教授耐心细致地解答了每一个问题,与大家深入交流,现场无不认真聆听。对于提问者关于自旋波的探测在面内面外的区别,Gianluca Gubbiotti教授分享了他的实验经验,并解释了其中的原理;对于关于BLS操作的难点,他也一一耐心解答。在有来有回的讨论中,同学们受益匪浅。
Gianluca Gubbiotti教授为大家带来了一场科技前沿、耳目一心的英文讲座,让在座师生深刻感受到三维磁子学研究的前沿动态和巨大潜力,激发了大家对该领域的浓厚兴趣和深入思考,并拓宽了学生的眼界,对布里渊区光散射(BLS)技术有一定了解。同时,Gianluca Gubbiotti教授的来访也为增加了大湾区大学(筹)和意大利国家研究委员会(CNR)之间的学术交流与合作的机会,拓展了大湾区大学(筹)的国际知名度和影响力。