Searching the weakest link: Demagnetizing fields and magnetization reversal in permanent magnets
永磁体中的磁化反转通过反转磁畴的成核和膨胀而发生。微磁理论提供了在磁体的复杂结构内定位磁化反转开始的点的可能性。我们使用模型降阶方法计算了Nd2Fe 14 B永磁体中的局部形核场。考虑到数值微磁学中的热涨落，我们还可以量化由于热激活引起的矫顽场的减少。然而，如果没有表面损伤，则矫顽场的主要降低是由软磁晶界相和取向差引起的。
2018-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetics of rare-earth efficient permanent magnets
含有较少或不含稀土元素的永磁体的发展与对磁性机制的深刻认识有关。有前途的永磁体材料的先决条件是高的自发磁化强度和足够高的磁各向异性。除了固有的磁性能外，磁体的微观结构在建立磁性方面起着重要作用。微结构对矫顽力、剩磁和能量密度积的影响可以通过微磁学模拟来理解。随着计算机硬件和数值计算方法的发展，可以快速计算出磁体的磁滞曲线，从而为永磁体的开发提供指导。利用微磁学模拟研究了稀土还原和自由永磁体的磁势。结果表明，只要优化磁体的微观结构，晶界工程NdFeB、ThMn 12结构的稀土磁体、Co基纳米线和L10-FeNi磁体都可以获得优异的硬磁性能。
2019-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Observation of magnetocapacitance in ferromagnetic nanowires
作者研究了磁畴壁感应电容变化作为一种工具，用于检测磁性纳米线的面内（NiFe）和面外（Co/Pd）磁化配置的磁反转。电容测量中的开关场与磁阻测量中的开关场在相反的意义上匹配。磁电容的起源归因于磁阻。这种磁电容检测技术可用于磁畴壁的研究。
2012-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Co-development of significant elastic and reversible plastic deformation in nanowires
当材料经受外加应力时，材料将经历可恢复的弹性形变，随后在外加应力超过材料的屈服应力时的点处发生永久性塑性形变。微观上，塑性的开始通常表明位错运动的激活，这被认为是塑性形变的主要机制。一旦开始塑性形变，由于加工硬化引起的流动应力的有限增加，进一步的弹性形变可以忽略不计。在这里，我们提出的实验证据和定量分析的同时发展的显着的弹性形变和位错为基础的塑性形变在单晶GaAs纳米线（NW）弯曲变形下的总应变~ 6%。观察是在鲜明的对比，以前的概念，关于变形模式。当外部应力释放时，大部分塑性形变会自发恢复，因此类似于弹性形变过程。
2013-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Interplay between the magnetic anisotropy contributions of Cobalt nanowires
我们报告的磁性和晶体结构的钴纳米线阵列作为其纳米尺度的函数。X-射线衍射测量结果表明，一个面内的HCP-Co相的纳米线与50 nm的直径的外观，这表明部分重新取向的磁晶各向异性轴沿膜平面随着孔径的增加。随着温度的降低，没有观察到纳米线系统的磁行为的显着变化，表明有效的磁弹性各向异性不发挥主导作用，在个别纳米线的再磁化过程。总磁各向异性的增强被发现在室温下与纳米线的直径-长度比（d/L），结果是定量分析的基础上的一个简化的形状各向异性模型的减少。
2009-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Observation of anomalous Ettingshausen effect and large transverse thermoelectric conductivity in permanent magnets
这项研究的重点是潜在的永磁体作为热电转换器。结果表明，SmCo $_5$型磁体在室温下具有较大的反常Ettingshausen效应（AEE），其荷热电流转换系数比典型铁磁金属高一个数量级以上.在实际使用的各种永磁体中，大的AEE是SmCo $_5$型磁体的独有特征，其独立于基于静态磁特性的磁体的常规性能。实验结果表明，SmCo $_5$的本征横向热电导是导致大的热电子效应的主要原因。这一发现将永磁体和热能工程联系起来，为创造“热电永磁体”提供了基础。"
2019-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Remanence of Ni nanowire arrays: Influence of size and labyrinth magnetic structure
研究了镍纳米线阵列体系的宏观尺寸对其剩磁态的影响。一个简单的磁唯象模型已被开发，以获得作为在阵列中的静磁相互作用的函数的剩磁。我们观察到，由于线之间的偶极相互作用的长范围，样品的大小强烈影响的阵列的剩磁。另一方面，利用变场磁力显微镜研究了纳米线的磁性状态。从磁图像中推断出了纳米线在上下方向上磁化以及随后的反向磁化的分布。两个具有相似能量的短程磁有序的存在可以解释在纳米线阵列的磁力显微镜图像中观察到的典型迷宫图案。
2007-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Nucleation, imaging and motion of magnetic domain walls in cylindrical nanowires
我们报告了几个程序的强大的成核磁畴壁的圆柱形坡莫合金纳米线。讨论了这种软导线的磁力显微对比度的具体特点，以避免对磁化状态的误解。在准静态磁场（0.1- 10 mT）下，畴壁可以移动。
2016-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Substrate-Controlled Magnetism: Fe nanowires on vicinal Cu surfaces
在这里，我们提出了一种新的方法来控制原子级纳米线的磁相互作用。我们的从头计算表明，有可能调整的Fe纳米线上形成的邻Cu表面的磁性。线内和线间的磁交换参数从DFT计算中提取。这项研究表明，有效的线间磁交换参数表现出Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）振荡作为Fe线间分离的函数。邻近Cu表面的选择提供了控制磁耦合的可能性。此外，在蒙特卡罗模拟中使用了各向异性海森堡模型来研究这些磁位形在有限温度下的稳定性。预测的Fe纳米线在Cu（422）和Cu（533）表面上的临界温度远高于室温。
2019-02-14 cond-mat.mtrl-sci
A high-throughput and data-mining approach to predict new rare-earth free permanent magnets
我们提出了一个应用程序的高通量搜索新的稀土自由永磁体集中在3d-5d过渡金属化合物。检索涉及ICSD数据库（国际晶体结构数据库）的一部分，以及定制的检索标准和磁性的电子结构计算。我们的研究结果表明，它可以找到候选人的稀土自由永磁体使用数据挖掘/数据过滤的方法。这里确定的最有希望的候选物是Pt $_2$ FeNi、Pt $_2$ FeCu和W $_2$ FeB $_2$。我们建议这些材料是一个很好的平台，为进一步研究在寻找新的稀土自由永磁体。
2019-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Reduction of magnetostatic interactions in self-organized arrays of nickel nanowires using atomic layer deposition
磁性纳米线的有序阵列通常通过电沉积在纳米多孔氧化铝模板中合成。由于它们的密集包装，强静磁相互作用防止单独操纵导线。使用原子层沉积，我们在电沉积之前减小孔的直径。这就减少了静磁相互作用，产生完全恢复的磁滞回线。这是将这种阵列用于磁跑道存储器的第一步。
2011-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Computational Design of the Rare-Earth Reduced Permanent Magnets
多尺度模拟是寻找新型永磁体的关键研究工具。从第一原理方法开始，可以应用一系列模拟方法来计算由新型磁性材料组合物制成的磁体的最大可能矫顽场和预期能量密度乘积。采用自适应遗传算法可以找到适合于永磁体的富铁相。用从头算方法计算的本征性质作为输入，对具有实际结构的永磁体的磁滞特性进行了微磁学模拟。使用机器学习技术，可以优化磁体的结构，使得可以估计给定相位的磁化率和能量密度乘积的上限。计算了几种候选硬磁相的合成永磁体的结构性能关系。对于Fe3Sn0.75Sb0.25：（0.49，290）、L10 FeNi：（1，400）、CoFe 6 Ta：（0.87，425）和MnAl：（0.53，80），获得以下对（矫顽场（T）、能量密度乘积（kJ/m3））。
2019-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of a new efficient permanent magnet SmCoNiFe3
我们提出了一种新的高效的永磁体，SmCoNiFe 3，这是一个突破性的发展，著名的SmCo 5原型。更现代的Nd-Fe-B型钕磁体比SmCo 5更有优势，因为它们的最大能量积更大，这是由于它们富含铁的化学计量。然而，我们的新磁体消除了SmCo 5的大部分缺点，同时保留了其优于钕磁体的高温效率。
2017-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of spontaneous spin polarized transport in magnetic nanowires
在基于电荷的系统中利用自旋为器件架构打开了革命性的机会。令人惊讶的是，通过磁性纳米线的室温电输运仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们表明，铁磁（Co）悬浮原子链自发地显示半个电导量子的电子输运，如预期的完全极化的导电通道。对于Pd（准磁性4d金属）和Pt（非磁性5d金属）已经观察到类似的行为。这些结果表明，纳米线的低维性增强或诱导了磁性行为，即使在室温和零外部磁场下也能解除自旋简并。
2003-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and magnetic properties of multishell Co nanowires coated with Cu
采用经验遗传算法和紧束缚$spd$模型，在非限制Hartree-Hock近似下研究了Cu包覆Co纳米线的结构、电子和磁性.对于某些特定的化学计量组成，Cu原子占据表面，而Co原子更喜欢留在内部，形成完美的包覆多壳层结构。外层Cu层导致内部Co原子的磁矩随Cu层的结构和厚度发生显著变化。特别地，当纳米线表面包覆两层Cu层时，发现纳米线中心的单个Co原子行被取代。与未包覆Cu的Co纳米线相比，包覆Cu的Co纳米线的磁矩有所降低，但其余Co纳米线仍具有磁性。Cu和Co原子间的相互作用使Cu原子产生非零磁矩。
2003-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Domain wall propagation in magnetic nanowires by spin polarized current injection
我们演示了通过磁性纳米线的头对头畴壁的运动，简单地通过畴壁的电流，没有任何外部磁场施加。该效应取决于电流的方向和大小，并允许畴壁通过复杂的纳米线形状直接传播，这与磁场诱导传播的情况相反。对该机构的效率进行了评估，发现作用在壁面上的有效力等于0.88 × 10 ~（-9）N·A ~（-1）。
2003-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Optimization of a NdFeB permanent magnet configuration for in-vivo drug delivery experiments
我们提出了一种新的磁聚焦概念，通过不同永磁体的复合配置，在活体器官中靶向和积累功能化超顺磁性纳米颗粒。所提出的设置满足体内实验的两个基本要求：1）减小磁体的尺寸以最好地聚焦于代表小鼠和大鼠的靶器官的小区域，以及2）最大化作用于分散在血液中的磁性纳米颗粒的磁驱动力。为此，已经测试了以不同对称度组织的永磁体的几种配置。与磁力成比例的乘积B*grad（B）已在宽区域（20 × 20 mm^2）上进行了实验测量，距离对应于小鼠器官与磁体的假设距离。混合形状永磁体的非对称配置导致特别有希望实现进一步体内实验的最佳性能。
2020-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Fast domain wall propagation under an optimal field pulse in magnetic nanowires
我们在Landau-Lifshitz-Gilbert方程的框架下研究了磁场驱动的磁畴壁在磁性纳米线中的传播。我们提出了一种新的策略，通过使用与DW传播同步的最佳空间相关场脉冲来加速DW在单轴磁性纳米线中的运动。取决于阻尼参数，DW速度可以增加约两个数量级的静态均匀场的标准情况相比。此外，在最佳场脉冲下，纳米线中的总磁能的变化与DW速度成正比，这意味着快速的能量释放对于DW的快速传播是必不可少的。
2010-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous magneto-structural behavior of MnBi explained: a path towards an improved permanent magnet
低温MnBi（六方NiAs相）在低于100 K时表现出晶格常数（a，c）和体弹性模量（B）的异常，自旋重取向和磁化率在90 K附近达到最大值，并且对于高温磁性应用来说，重要的是，在高于180 K时，磁性增加（MnBi独有）。我们用DFT+U方法计算了总能量和磁各向异性能（MAE）与（a，c）的关系。我们再现并解释了上述所有异常现象。我们预测，矫顽力和MAE增加，由于增加α，建议的手段，以改善MnBi永磁体。
2014-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Thermal activation in permanent magnets
永磁体的矫顽场随温度衰减。在非零温度下，系统可以通过热涨落克服有限的能量势垒。使用有限元微磁模拟，我们量化这种效果，它降低了矫顽力除了减少与温度相关的各向异性场的矫顽场，并通过与现有的实验数据进行比较，验证该方法。
2016-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Probing domain walls in cylindrical magnetic nanowires with electron holography
我们利用电子全息术探测圆柱形软磁纳米线中的磁畴壁。我们详细介绍了预期的横向和布洛赫点畴壁的对比度的建模，并提供与实验观察进行比较NiCo纳米线，也涉及磁性和静电的电子全息图的贡献。这允许快速确定的畴壁类型，而不需要不方便和耗时的实验去除的静电贡献。最后，我们描述并实现了一个新的高效算法计算磁对比度。
2016-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous nuclear magnetic resonance spectra in Bi$_2$Se$_3$ nanowires
我们报告的$^{209}$ Bi的纳米线和单晶体的$_2$硒$_3$的核磁共振（NMR）谱。将晶体粉末化以模拟纳米线的随机取向，并将光谱与通过单晶的取向研究得出的理论预期进行比较。纳米线光谱与随机取向的粉末是一致的，但是我们发现一个不寻常的抑制信号强度作为场取向的函数，这可能与屏蔽表面电流。
2014-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Magnetic Properties of Mn doped Ge Nanowires
采用{ \it ab initio}全能量密度-泛函理论计算方法，研究了锰掺杂锗纳米线的电子、结构和磁性.纳米线沿[110]方向排列，表面的悬挂键被氢原子饱和。我们观察到，与靠近表面的区域相比，Mn在线的中心处具有较低的形成能。Mn-Mn耦合对于高自旋配置具有较低的能量，除了当它们是第一近邻时。这些结果表明，Ge：Mn纳米线是铁磁准一维系统的潜在候选者。
2006-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Magnetothermopower and magnetoresistance of single Co-Ni/Cu multilayered nanowires
研究了不同厚度Cu间隔层的单层Co-Ni/Cu多层纳米线的磁热电势和磁电阻。这两种测量已被执行作为温度的函数（50 K至325 K）和下施加的磁场垂直于纳米线轴，在室温下的幅度高达15%。在磁场为隐式变量的情况下，发现纳米线的热电势S与电导率σ之间存在线性关系。结合S与σ的线性关系和Mott公式，确定了电阻率的能量导数。为了从测量的热电势中提取真实的纳米线材料参数，采用基于Mott公式的简单模型来区分样品的各个热电势贡献。通过假设纳米线的非扩散热电势贡献可以忽略，发现磁场引起的热电势和电阻率的变化是等效的。在本文件中的重点是比较的磁阻和magnetothemopower的结果，它被发现，相同的相关性是有效的两组数据之间的所有样品，无论相对重要性的巨磁阻或各向异性的磁阻贡献在各个单独的纳米线。
2016-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Ballistic conductance of magnetic Co and Ni nanowires with ultrasoft pseudo-potentials
将基于散射的开放量子系统弹道电导计算方法推广到超软赝势描述的磁性过渡金属。作为一个应用，我们提出了量子力学电导计算单原子钴和镍纳米线的磁化反转。我们发现，在钴和镍纳米线，在费米能量，$d$电子的电导被阻止的磁化反转，而$s$状态（一个自旋）是完美的传输。$d$电子在费米能级以下的小能量窗口中具有非零透射。在这里，传输在Ni中比在Co中大。
2004-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Self-organization and magnetic domain microstructure of Fe nanowire arrays
从基本上平坦的纳米厚的Fe膜开始，在室温下在W（110）表面上外延生长，我们使用仔细调整的退火时间表来产生纳米级铁磁线的周期性阵列。从连续薄膜到纳米线阵列的结构转变伴随着自发磁化的面内90度旋转。使用自旋极化低能电子显微镜映射的局部磁化方向，而退火，我们研究的自组织和磁化重取向过程中的去湿机制的作用。
2007-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Permanent Magnets Based on Hard Ferrite Ceramics
本文综述了无稀土六铁氧体永磁体的先进烧结策略，梳理其性能提升路径，明确现存挑战并指出未来方向，为开发替代稀土永磁体的中等性能磁体提供参考。
2023-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Ordered arrays of magnetic nanowires investigated by polarized small-angle neutron scattering
报道了在自组织氧化铝（Al $_{2}$ O $_{3}$）多孔基质中嵌入的铁磁Co纳米线（$ϕ\approx13$ nm）阵列的极化小角中子散射（PSANS）实验结果。的三角形阵列的对齐的纳米线的外部磁场的函数进行了研究，以期确定实验的实际空间磁化$\vec{M}(\vec{r})$分布在磁滞循环期间的材料内。场相关的SANS强度的观察使我们能够表征静磁场的影响。的PSANS实验数据进行了比较，静磁模拟。这些结果表明，PSANS是一种能够解决纳米结构磁系统中的真实空间磁化分布的技术。我们表明，除了结构信息（物体的形状，二维组织）已经与非极化SANS访问，使用极化中子作为入射光束提供的信息的磁形状因子和杂散场\textgreek{m} 0Hd分布之间的纳米线。
2014-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic switching field distribution of arrays of Ni80Fe20 nanowires probed by $\mathit{in\, situ}$ magnetic force microscopy
利用磁力显微镜（MFM）研究了电沉积在聚碳酸酯膜上的不同直径（40、50、70和100 nm）的弱堆积铁磁性Ni 80 Fe 20纳米线阵列的磁化反转过程。对于这种低堆积密度的纳米磁体，相邻线之间的偶极相互作用可以忽略不计。本征开关场分布已被提取从原位MFM图像和它的宽度被发现是相当小的比密集的纳米线阵列。
2013-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Direct Observation of Transverse and Vortex Metastable Magnetic Domains observed in Cylindrical Nanowires
我们提出了实验证据的亚稳态磁畴在圆柱形CoNi纳米线。横向（垂直）域以前只在平面纳米带中观察到。在这里，它们与沿着同一圆柱形纳米线的更传统的涡旋域一起被发现，表示具有相似自由能的双稳态系统。利用X射线磁圆二色性（XMCD）衬度和光发射电子显微镜（PEEM）分析了两种畴的表面和内部磁化强度分布，并利用磁光克尔效应测量了纳米线的磁滞回线。这些实验数据的理解和互补的微磁模拟相比。横向域状态是潜在的更重要的传感和记录应用程序比通常观察到的涡旋域，因为它们创建更大的表面杂散场。
2017-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Properties of Ni-Fe Nanowire Arrays: Effect of Template Material and Deposition Conditions
本工作的目的是研究在不同的模板材料如多孔硅、聚碳酸酯和氧化铝上电沉积Ni-Fe纳米线阵列的磁性。研究了磁性作为模板材料的函数，在沉积过程中施加的磁场（平行和垂直），导线长度，以及测量过程中的磁场方向。结果表明，在沉积过程中施加磁场对Ni-Fe纳米线的c轴择优取向生长有显著影响。当磁场垂直于模板面时，样品表现出很强的垂直各向异性，其垂直方向的垂直度和矩形比都有很大的提高，特别是在聚碳酸酯模板中沉积的Ni-Fe纳米线。在聚碳酸酯模板的情况下，随着沉积期间的磁场增加，结晶度和矩形比也增加。还测量了聚碳酸酯模板的线长度依赖性。随着线长的增加，磁感应强度和矩形比减小，饱和磁场增大。这种磁性行为（依赖于模板材料、磁场、金属丝长度）可以用择优生长现象、偶极相互作用、磁致伸缩效应和磁致伸缩效应来定性解释。
2008-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Designing rare-earth free permanent magnets in Heusler alloys via interstitial doping
基于高通量密度泛函理论计算，研究了轻间隙原子H、B、C和N对立方Heusler合金磁性能的影响，旨在设计新型无稀土永磁体.据观察，间隙原子诱导显着的四重畸变，导致32个候选人与大（$>$ 0.4 MJ/m $^3$）单轴磁晶各向异性能（MAEs）和10例大面内MAEs。根据微扰理论和化学键的详细分析表明，强的MAE来源于晶体的局部畸变，从而改变了晶体周围的化学键。这提供了一种有价值的方法来定制MAE以获得有竞争力的永磁体，填补了高性能Sm-Co/Nd-Fe-B和广泛使用的铁氧体/AlNiCo材料之间的空白。
2019-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Thermo-reversible permanent magnets in the quasi-binary GdCo5-xCux system
研究了在规定温度下表现出Gd-和3d-亚晶格磁化补偿效应的铁磁GdCo 5-xCux合金作为热可逆永磁体（PM）的应用。测量了x = 1 - 2.2的退火单晶在室温附近具有补偿点的0.3 - 1.6T范围内的矫顽力场θ Hc。这种热可逆PM的两个应用，即热控制致动器和非接触式温度传感器，被证明。
2007-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Switching magnetoresistance in vertically interfaced Pr0.5Ca0.5MnO3 grown on ZnO nanowires
报道了在ZnO纳米线上生长的电荷有序Pr0.5Ca0.5MnO3纳米结构的合成、形貌和磁输运性质。电荷有序的稳定性可以调节，但更有趣的是，磁阻的符号在低温下反转。为了理解这些特征，我们考虑了晶粒表面铁磁团簇和核内反铁磁相的共存。这项工作表明，这种在纳米线网络上生长的过程可以很容易地扩展到其他过渡金属氧化物，并为定制它们的功能打开大门。
2011-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Stress controlled magnetic properties of Cobalt nanowires
我们研究了嵌入纳米多孔阳极氧化铝模板中的铁磁性钴纳米线复合材料的磁性。我们观察到纳米线的饱和磁化强度和矫顽场在低于100 K时有异常的增加。我们还报告了一个不寻常的交换偏置效应在纳米线低于100 K的外观。我们认为，我们的结果可以理解的基础上，不同的磁能尺度之间的竞争引起的显着的应力作用在纳米线在低温下。该复合材料表现为一种有效的介质，其中纳米线的磁各向异性可以通过纳米线上的应力方便地控制。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Macroscopic Simulation of Isotropic Permanent Magnets
各向同性永磁体的精确模拟需要考虑磁化过程，并考虑饱和配置附近的各向异性，非线性和滞后材料行为。提出了一种求解包含各向同性永磁体描述的静磁麦克斯韦方程组的有效方法。该算法可以很容易地实现现有的有限元方法的顶部，不需要一个完整的表征的磁性材料的磁滞。各向同性永磁体的杂散场测量和模拟结果吻合良好，并突出了正确描述各向同性材料的重要性。
2015-07-02 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Exploring the magnetic properties of individual barcode nanowires using wide-field diamond microscopy
条形码磁性纳米线通常在具有多于一种片段类型的单个主体中包括多层磁性结构。有趣的是，由于选择性功能化和层之间的新型相互作用，条形码磁性纳米线引起了人们的极大关注，特别是在生物工程领域。然而，在单个纳米线水平上分析它们的磁性仍然具有挑战性。在此背景下，在本文中，我们研究了在室温下在环境条件下的磁性纳米线的表征的基础上获得的磁性图像通过宽场量子显微镜与金刚石中的氮空位中心。因此，我们可以提取的临界磁性能，如饱和磁化强度和磁化率，单根纳米线通过比较实验结果与微磁学模拟。这项研究开辟了一个通用的表征方法，适合于个别磁性纳米线的可能性。
2023-02-21 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Topology Optimized and 3D Printed Polymer Bonded Permanent Magnets for a Predefined External Field
拓扑优化为设计具有特定外场特性的永磁系统提供了很好的机会。使用最终用户3D打印机的聚合物粘结磁体的增材制造可用于制造具有先前难以或不可能制造的结构的永磁体。本工作将这两种强有力的方法结合起来，设计和制造具有特定性能的永磁系统。该拓扑优化框架简单、快速、准确。它也可以用于永磁体的逆向工程，以便从磁场测量中找到拓扑结构。此外，提出了在磁体上方产生线性外部场的磁系统。在体积约束的情况下，可以在不损失性能的情况下最小化磁性材料的量。印刷系统的模拟和测量显示出非常好的一致性。
2017-02-07 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Study of spin dynamics and damping on the magnetic nanowire arrays with various nanowire widths
我们研究了铁磁纳米线阵列中包含吉尔伯特阻尼的自旋动力学。我们利用矢量网络分析仪铁磁共振（VNA-FMR）测量了铁磁纳米线阵列的铁磁共振，并对测量结果进行了微磁学模拟分析。我们发现实验的VNA-FMR谱和微磁学模拟结果之间的各种应用磁场非常好的协议。我们发现纵向条件下的退磁因子Nz（Ny）随着纳米线宽度的减小而增大（减小）。对于横向磁场，Nz（Ny）随着纳米线宽度的增加而增加（减小）。我们还发现，吉尔伯特阻尼常数从0.018增加到0.051的纳米线宽度的横向情况下，而它几乎是恒定的0.021的纵向情况。
2015-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural and angular dependence of coercivity and magnetic remanence of electrochemical ferromagnetic nanowires
提出了一种从填充时间分布控制纳米线磁性和生长的新方法。用电沉积方法（“模板合成”）生长具有宽孔径选择的线。我们发现，在铁磁纳米线的杂散场的存在是完全依赖于纳米线的直径。此外，在反转机制中的交叉效应被观察到与直径的变化。在这项工作中，理论和实验一致，并确认，根据所测量的磁滞回线的变化，约四个范围的值的孔径控制纳米线的易磁化轴相对于几何轴的取向。
2008-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Permanent magnet with MgB2 bulk superconductor
具有持续零电阻电流的超导体用作需要强且稳定的磁场的高场应用的永磁体，例如磁共振成像（MRI）。最近全球氦短缺加速了对高温超导体（HTSs）材料的研究，这种材料可以在没有传统液氦冷却到4.2 K的情况下使用。在此，我们证明了40 K级金属HTS二硼化镁（MgB 2）是一种优异的永磁体，在20 K下保持3 T 1周，具有极高的稳定性（<0.1 ppm/h）。这种磁体中捕获的磁场是均匀分布的，就像单晶钕铁硼一样。测定了MgB 2永磁体的磁滞回线。由于MgB 2是一种不含稀土金属的简单二元系化合物，因此多晶块状材料可以以低成本和高产率在工业上制造，以用作与传统紧凑型制冷机兼容的强磁体，使MgB 2块状材料有望用于下一代特斯拉级永磁应用。
2014-08-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Domain wall nucleation in ferromagnetic nanowire with perpendicular magnetization stimulated by stray field of V-shaped magnetic particle
利用微磁学方法模拟了由垂直各向异性纳米线和位于纳米线上的面内各向异性V形纳米颗粒组成的铁磁平面结构中畴壁成核和钉扎/脱钉扎过程.根据粒子磁矩的方向，研究了该系统在外磁场中的磁化反转特性。讨论了基于这种系统的磁逻辑单元（LC）的可能变体。
2017-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetic Moment Softening and Domain Wall Resistance in Ni Nanowires
纳米收缩和纳米线中形成的原子尺度畴壁中的磁矩被软化，这显著地影响畴壁电阻。我们进行从头计算的电子结构和电导的原子大小的镍纳米线畴壁只有几个原子晶格常数宽。我们发现，非共线自旋态之间的杂化导致减少的磁矩在畴壁。这种磁矩软化由于电子势的局部扰动产生的散射而强烈地增强了畴壁电阻。
2006-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced domain wall motion in a nanowire with perpendicular magnetic anisotropy
从理论上研究了具有垂直磁各向异性的金属纳米线中电流感生磁畴壁的运动。各向异性可以降低畴壁运动的临界电流密度。我们解释的减少机制，并确定最大的减少条件。这一结果有利于电流诱导畴壁运动的基础研究和器件应用.
2008-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electromotive force generation in a ferromagnetic metal thin film under the ferromagnetic resonance excitation with permanent magnets
本研究利用永磁体和共面波导实现铁磁Ni₈₀Fe₂₀薄膜的铁磁共振激励，观测到清晰的电动势产生，为环境射频能量转电能提供了简易的能量转换方案。
2024-10-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Temperature dependence of coercivity for isolated Ni nanowires unraveled by high-sensitivity micromagnetometry
本研究利用高灵敏度微机械扭转振荡器测量单根Ni纳米线的磁响应，对比其与阵列的温度依赖磁性能，揭示了偶极与机械相互作用对纳米线阵列磁行为的关键影响，为相关器件设计提供参考。
2025-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization reversal triggered by spin injection in magnetic nanowires
结果表明，脉冲电流驱动通过Ni纳米线引起不可逆的磁化反转在远离自发开关场$H_{sw}$的$ΔH$高达$H_{sw}$的40%的字段。的磁化状态进行评估，通过对单个，隔离的纳米线进行磁阻测量。磁化的可逆部分遵循均匀旋转的部分。切换发生在两个状态之间，否则可通过正常的场斜坡来访问。研究了$ΔH$随外加场和导线之间的角度以及脉冲电流方向的变化。结果被解释在自旋翻转转移从自旋极化电流的磁化，而开关近似由卷曲反转模式。
2000-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and Thermal Transport Properties of Permanent Magnets with Anisotropic Grain Structure
纳米结构的永磁体对于诸如发电机和电动机的应用正获得越来越多的兴趣和重要性。由于永磁体的性能随着温度而降低，因此热管理是一个关键问题。我们研究了电流激活压力辅助致密化法制备的无稀土纳米结构SrFe 12 O 19磁体的磁和热输运性质。合成的磁体具有对齐的晶粒，使得它们的易磁化轴垂直于它们的最大表面积，以使它们的磁性能最大化。SrFe 12 O 19磁体在交叉面方向上具有细的晶粒尺寸，并且在面内方向上具有大得多的晶粒尺寸。据发现，这种微结构导致在面内方向上的大约两倍的更高的热导率，提供了有效冷却的机会。声子是这种类型的永磁体在室温附近的主要热载体。温度和方向相关的热导率测量表明，Umklapp和晶界散射是重要的面内方向，其中的特征晶粒尺寸是相对较大的，而晶界散射占主导地位的跨平面的热传输。研究的纳米/微米结构的设计策略应该很好地翻译到其他材料系统，从而具有重要的意义，纳米结构的永磁体的热管理。
2016-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Core-Shell Structure and Proximity Effect in 7 nm Single-Crystal Co3O4 Nanowires
本文研究了直径约为7 nm的Co 3 O 4单晶纳米线的磁性。纳米线暴露出由大量Co 3+阳离子组成的（111）面，并具有两个Néel温度，分别为56 K（线芯TN）和73 K（线壳TN），远高于体相Co 3 O 4的TN = 40 K。这种新的BaCo_3 ~（2+）离子的形成是由于Co_3 ~（2+）离子的对称性破缺和磁邻近效应。纳米线壳显示出宏观剩余磁矩。在磁场中冷却时，一部分剩余磁矩被紧紧钉扎在反铁磁晶格上，导致磁滞回线在水平和垂直方向上发生明显的位移。我们的实验表明，交换偏置场HE和钉扎磁矩Mpin遵循一个简单的表达式HE = aMpin与a常数。
2011-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fast Switching of Bistable Magnetic Nanowires Through Collective Spin Reversal
使用磁性纳米线作为存储单元是可能的，在低温下的磁化反转的特征时间的指数发散，但缓慢的弛豫使得操纵冻结的磁性状态变得困难。我们认为，如果考虑自旋的集体反转，有限大小的片段可以显示出快速切换。这种机制引起在低温下的动态磁化率，已被实验观察到的稀释分子链Co（hfac）2NitPhOMe的标度律。这些结果表明，工程纳米线的磁化快速切换的一种可能的方式。
2005-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Geometric signature of reversal modes in ferromagnetic nanowires
磁性纳米线是研究磁性基本过程的良好平台，并且在记录（例如垂直存储）和自旋电子学（例如非易失性磁性存储器（MRAM）和磁性逻辑器件）中具有许多有吸引力的应用。在这项工作中，纳米线被用来研究磁化反转过程，通过一种新的几何方法。反射模在代表临界开关场轨迹的参数曲线上留下明确的印记。我们展示了不同的模式如何影响该曲线的几何形状取决于各向异性（单轴或立方各向异性），退磁和交换效应的性质。我们使用的样品是电化学生长的镍和钴纳米线。
2010-06-01 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electrical detection of magnetic states in crossed nanowires using the topological Hall effect
利用微磁学模拟方法研究了具有辐射状、反涡旋状和类均匀态三种特征磁性结构的交叉纳米线中自旋手征引起的有效磁场的空间分布。结果表明，与反常霍尔效应不同，拓扑霍尔效应（与自旋手征性有关）同时依赖于极性和涡度.因此，测量拓扑霍尔效应可以同时检测交叉纳米线中的极性和涡旋。这种方法可能适合用作寻求下一代多值存储器的基本技术。
2017-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pulse-assisted magnetization switching in magnetic nanowires at picosecond and nanosecond timescales with low energy
详细了解磁性纳米材料中的自旋动力学对于开发超快、低能和高密度自旋电子逻辑和存储器是必要的。在这里，我们开发的微磁模型和解析解，阐明增加阻尼和单轴各向异性的磁场脉冲辅助开关时间，能量和场的要求与垂直磁各向异性和钇铁石榴石类自旋输运性质的纳米线的效果。纳米线最初使用外部磁场脉冲（写入）和自弛豫来磁化。接下来，磁矩表现出确定性的开关后，接收2.5 ns长的外部磁脉冲在两个垂直极性。有利的阻尼（α~0.1-0.5）和各向异性能（10^4-10^5 J·m^-3）允许低至皮秒的磁化转换时间。利用自旋进动不稳定性，观察到磁场低于磁化强度的磁化反转。在开关速率、能量成本和所需的外部场之间出现了竞争或纳米磁性三元困境。开发具有优化阻尼和有效各向异性的磁性纳米线可以在室温下将开关势垒降低到3163 kBT。因此，纳米磁体中的脉冲辅助皮秒和低能量开关可以实现超快纳米磁性逻辑和元胞自动机。
2020-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-torque effect on spin wave modes in magnetic nanowires
研究了自旋极化直流电流与圆柱形纳米线自旋波模之间的相互作用。我们发现，接近临界电流，均匀模式被抑制，而边缘模式开始传播到样品中。当电流超过临界值时，这种现象甚至更加突出。边缘模式成为纳米线的均匀模式。较高的自旋波模式被电流缓慢地推开，直到传播模式保留下来。
2012-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
