自旋波动力学与几何结构协同调控高频磁响应：物理-数据融合设计框架

《Nature Communications》：From microstructure to function: spatial visualization of magnetic permeability

　　理解高频磁响应的物理特性对于推动电磁材料的发展至关重要。本文提出了一种通用策略，将磁导率可视化为空间分布的、频率相关的场，而非均匀的体参数。我们的框架揭示了高频磁损耗源于相干自旋波传播和干涉，从而导致空间选择性的能量吸收和局部区域的负虚部磁导率。通过调整几何连接性来抑制自旋波传播，可以实现局部谐振的选择性增强。这种谐振通过结构设计实现了对高频响应的确定性控制。该原理在纳米级铁球中得到进一步验证。其表面形貌在重组内部谐振区域方面起着决定性作用。这种结构重构反过来重塑了宽带磁导率谱。为了在高维表面缺陷构型空间中导航，将机器学习模型与微米磁学模拟相结合，从而能够快速预测微波频段的磁性能。计算建模为补充实验探索提供了理想平台。物理-数据框架揭示了从几何到光谱的设计规则，并在铁纳米颗粒上得到验证。该框架独特地连接了微观自旋动力学与电磁响应，为通信和传感领域实现了可调谐的高频材料。