Spin-Transfer Excitations of Permalloy Nanopillars for Large Applied Currents
使用微波频率的电阻振荡的光谱的测量，我们确定的相位图的磁激励所造成的扭矩从直流自旋极化电流（薄坡莫合金）/铜/（厚坡莫合金）多层样品。我们扩展到更大的电流值比以前报道的测量。我们发现了几个额外的模式，我们能够识别厚磁层以及薄的运动。在多个频率的微波谱峰表明，空间不均匀的动态状态可以是重要的，在某些情况下。我们比较了实验相图与简单的理论模型，并取得了很好的定性协议。
2005-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Spin-transfer switching and low-field precession in exchange-biased spin valve nano-pillars
使用三维聚焦离子束光刻工艺，我们已经制作了纳米柱器件，显示自旋转移扭矩开关在零外部磁场。在一个小的面内外部偏置场下，观察到与非对称纳米柱器件中报道的类似的微分电阻与电流的场依赖性峰值。这被解释为低场激发自旋波的证据，在我们的情况下，这是由于自旋散射的不对称性增强的IrMn交换偏置层耦合到一个相对较薄的CoFe固定层。
2008-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Frequency domain studies of current-induced magnetization dynamics in single magnetic-layer nanopillars
自旋转移扭矩诱导的高频动力学的单个薄钴层纳米柱的圆形和椭圆形的形状已被直接观察到。两种类型的岁差模式可以被识别为垂直于层平面的磁场的函数，仅对负电流极性激发。他们被分配到涡核和横向自旋波激发，证实了最近的模型预测。在室温下观察到的4 MHz的窄线宽表明磁激发的高相干性。
2012-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shaped angular dependence of the spin transfer torque and microwave generation without magnetic field
在微波频率范围内产生振荡是利用自旋转移现象的自旋电子学器件所期望的最重要的应用之一。我们报告运输和微波功率测量专门设计的纳米柱的非标准的角度依赖性的自旋转移力矩（波动变化）的理论模型预测。我们观察到一种新型的电流诱导动力学，其特征是在没有任何外加场的情况下发生大角度旋进，因为这也是通过模拟预测的，具有扭矩的波动角度依赖性。这种类型的非标准纳米柱可以代表用于实现自旋转移振荡器的有趣方式，因为它们能够在不施加磁场的情况下生成微波振荡。我们还强调我们的结果的理论意义上的角度依赖的扭矩。
2007-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Current-induced vortex-vortex switching in a nanopillar comprising two Co nano-rings
我们制作了一个电流垂直于平面的赝自旋阀纳米柱，它由一个厚的和一个薄的Co环组成，具有深亚微米的横向尺寸。直流电流可以有效地在环中诱导出具有所需手征的磁通闭合涡旋态。涡旋态之间的突变也实现了直流电流和巨磁电阻效应检测。奥斯特场和自旋转移矩对磁转变都有重要影响，但前者占主导地位。它们可以被设计成在涡旋到涡旋的转变中相互合作，通过仔细地设置厚Co环中涡旋态的手征性。
2007-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantitative MRFM characterization of the autonomous and forced dynamics in a spin transfer nano-oscillator
使用磁共振力显微镜（MRFM），由正常磁化的Py $|$ Cu $|$ Py圆形纳米柱组成的自旋转移纳米振荡器发射的功率测量在自主和强制制度。从自主动力学的亚临界区域中的功率行为，获得阈值电流和噪声水平的定量测量。它们的场依赖性直接产生作用于薄层的自旋扭矩效率和首先自振荡的模式的性质：最低能量、空间上最均匀的自旋波模式。从强制动力学中的MRFM行为，然后证明，为了锁相该自振荡模式，外部源必须具有与模式轮廓相同的空间对称性，即，必须使用均匀的微波场而不是流过纳米柱的微波电流。
2012-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Intermediate state switching dynamics in magnetic double layer nanopillars grown by molecular beam epitaxy
我们观察到一个稳定的中间电阻开关状态的电流垂直于平面几何的所有Co/Cu/Co双层纳米柱结的分子束外延生长。这种新的状态具有两个Co层磁化的平行和反平行排列的电阻之间的电阻。该状态起源于额外的面内易磁化轴，可以通过自旋转移矩切换或通过外部磁场来达到。除了自旋矩诱导的相干小角度自旋波模式，我们观察到一个广泛的微波发射光谱。后者归因于非相干磁激励，导致中间状态和两个铁磁层的平行或反平行排列之间的切换。我们的结论是，额外的磁易轴抑制了稳定的轨迹的相干大角度进动，这是没有观察到在我们的样品。
2012-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stochastic theory of spin-transfer oscillator linewidths
本文提出了一种自旋阀结构中由自旋极化电流驱动的磁化振荡线宽的随机理论。从自旋波理论导出的非线性振子模型出发，导出了热噪声引起的振幅和相位涨落的朗之万方程。我们发现，光谱线宽是成反比的自旋波强度与下限，这是纯粹由振荡频率的调制。合理的定量协议与最近的实验结果从自旋阀纳米柱的证明。
2006-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Dependence of the Switching Current Density on the Junction Sizes in Spin Transfer Torque
利用微磁学模拟研究了自旋转移矩纳米柱结构中开关电流密度与结尺寸的关系。虽然宏观自旋模型预测开关电流密度对结尺寸的依赖性很弱，但我们发现开关电流密度是结尺寸的敏感函数。这一现象可以用开关过程中复杂的自旋组态和动力学来解释。详细的自旋组态和动力学由自旋波激发和有限波矢决定，这与交换耦合能和结的形状有关。
2012-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Towards wafer scale inductive characterization of spin transfer torque critical current density of magnetic tunnel junction stacks
我们探讨了晶片级电感探测的临界电流密度$j^{c0}$自旋转移扭矩开关的CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结与不同的MgO厚度的前景。从感应测量中导出了静磁参数和有效阻尼，并根据自旋转移矩方程计算了$j^{c0}$。电感值比较以及从电流感应开关测量个别纳米柱的值。使用晶片级感应探针头可以在将来实现基于晶片探针台的$j^{c0}$计量。
2014-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Quantized spin wave modes in magnetic tunnel junction nanopillars
我们提出了一个实验和理论研究的磁场的热激发的自旋波的模式频率在矩形纳米柱的横向尺寸为60 × 100，75 × 150，和105 × 190 nm 2，图案化从氧化镁为基础的磁性隧道结。自旋波频率的测量使用光谱分辨的电噪声测量。在所有的光谱中，几个独立的量子化自旋波模式已被观察到，可以确定为本征激发的自由层和合成反铁磁体的结。使用的理论方法的基础上的对角化的三个耦合，空间受限的磁性层的系统的动力学矩阵，我们已经建模的最小的支柱的光谱，并提取其材料参数。由此发现，与相应的薄膜值相比，CoFeB自由层的磁化强度和交换刚度常数显著减小。此外，我们可以推断，在横向边界处的磁化钉扎一定是弱的。最后，自由层和合成反铁磁体之间的层间偶极耦合导致模式anticrossings与间隙开口高达2 GHz。在低场和较大的支柱，有明显的证据，层磁化强度的强非均匀性。特别地，在零场处，最低模式不是基本模式，而是最可能位于层边缘附近的模式。
2010-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-Induced Nanomagnet Dynamics for Magnetic Fields Perpendicular to the Sample Plane
我们提出了一个磁场施加垂直于样品层的Co/Cu/Ni 80 Fe 20纳米柱器件的自旋极化电流激发的高频磁动力学的电测量。作为电流和磁场的函数，动态相图包含几个可区分的进动模式和静态磁状态。使用详细的比较与数值模拟，我们提供了严格的测试理论的自旋转移扭矩。
2004-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Focused-ion-beam milling based nanostencil mask fabrication for spin transfer torque studies
聚焦离子束铣削是用来制造纳米模板掩模适用于制造相关的自旋转移扭矩研究的磁性纳米结构。纳米模板掩模用于在薄膜叠层生长之前限定器件尺寸。它们由抗湿蚀刻顶层和在预图案化底部电极顶部上的绝缘体组成。绝缘体支撑硬掩模并通过其选择性蚀刻产生底切。该方法是通过制造电流垂直于平面Co/Cu/Co纳米柱结，表现出电流诱导的磁化动力学证明。
2005-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-transfer pulse switching: From the dynamic to the thermally activated regime
在单轴薄膜纳米磁体模型系统中，研究了热涨落对自旋转移开关的影响。将纳米磁体并入自旋阀纳米柱中，所述自旋阀纳米柱经受可变振幅和持续时间的自旋极化电流脉冲。两个物理制度是明确区分：长脉冲持续时间制度，其中发生逆转的自旋转移辅助热激活的能量障碍，和短时间的大脉冲幅度制度，其中的开关概率是由自旋角动量在电流脉冲。
2010-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Perfect and robust phase-locking of a spin transfer vortex nano-oscillator to an external microwave source
我们研究了自旋阀纳米柱中两个耦合涡旋的自旋转移驱动动力学所产生的自振荡信号与外部源的同步。对于仅几奥斯特的驱动幅度，在大于振荡器频率的10%的范围内发生对微波场hrf的锁相。使用在倍频同步，生成线宽被发现减少超过五个数量级的锁相制度（下降到1赫兹，频谱分析仪的分辨率带宽的限制）相比，自由运行制度（140 kHz）。这种完美的相位锁定适用于高达2MHz的频率失谐，这证明了其鲁棒性。我们还分析了自由运行的光谱线宽如何影响同步制度的主要特征。
2013-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical Coupling Between Ferromagnets Due to Spin Transfer Torque
我们使用的解析计算和数值模拟相结合，以证明电流流过磁性双层诱导层之间的动力学耦合。耦合起源于自旋转移力矩施加在层上的依赖于它们的磁矩的相对取向。我们证明，这种耦合修改的行为，这两个层，显着影响的电流感应动力学制度的稳定性和电流感应磁反转的效率。
2008-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational Frequency used as Internal Clock Reference to access Molecule -- Metal Charge Transfer Times
分子-金属界面的动态电荷转移过程在几fs的时间尺度内进行，这使得它们与光电子器件中的电子激发高度相关。然而，当考虑电子基态情况时，其知识是有限的，这涉及直接在费米能处的电荷转移。在这里，我们表明，这样的过程可以访问通过振动激发，与非绝热电子振子耦合导致不同的不对称线的形状。因此，该界面动态电荷转移的特征时间尺度可以通过使用振动振荡周期作为内部时钟参考而导出。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Current-driven magnetization dynamics and their correlation with magnetization configurations in perpendicularly magnetized tunnel junctions
本文研究了垂直磁隧道结中自旋转移矩驱动的磁化动力学，发现自由层和参考层具有相反的频率-磁场色散关系，且在反平行状态下两种自旋波模式共存并出现频率交叉现象，有望促进类脑计算中的自振荡互同步。
2022-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of the dynamical magnetization state on spin transfer
我们利用模拟电子散射的动态量子自旋链，分析自旋转移效应和磁化动力学之间的相互作用。我们表明，自旋极化的电子和局部自旋的动力学状态之间的复杂的相互作用可以分解成单独的过程，涉及电子的反射和透射，以及吸收和发射的磁振子-磁化动力学的量子。分析表明，这些过程基本上是由能量和动量守恒定律的限制，导致显着的依赖于电子的能量和本地自旋的动态状态的自旋转移。我们的研究结果表明，精细控制自旋转移效率和由此产生的动态磁化状态可以通过定制的传导电子和磁系统的光谱特性来实现。
2021-01-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
Dynamical correlations in one-dimensional charge-transfer insulators
计算了CuO分子链的单粒子谱函数和两带Emery模型的密度响应，计算了大的在位排斥U和大的在位能差Δ.对于U>>U-Δ>>t，本征函数是电荷部分和自旋部分的乘积，这允许在该极限下解析计算谱函数。对于其他参数，使用数值对角化。低能空穴载流子是张-赖斯单态的一维类似物。单带模型的有效性进行了讨论。结果是相关的解释的光电发射和EELS实验SrCuO 2和Sr 2CuO 3。
2000-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interplay of charge-transfer and Mott-Hubbard physics approached by an efficient combination of self-interaction correction and dynamical mean-field theory
具有小电荷转移能量$Δ$的后过渡金属氧化物提出了最先进的相关电子结构方案的问题，例如密度泛函理论（DFT）与动态平均场论（DMFT）的结合。在这些化合物中的氧价轨道的突出作用要求增强描述的配体为基础的相关性。以类岩盐NiO为例，通过引入对氧的自相互作用校正（SIC），提出了电荷自洽DFT+DMFT的改进。这引入了明确的现场O相关性以及对站点间$p-d$相关性的改进处理。由于有效的SIC纳入赝势形式，DFT+sicDMFT框架是一种先进的，但仍然通用的方法来解决电荷转移和Mott-Hubbard物理的相互作用。我们重温化学计量NiO的光谱特征，并揭示定性充分的本地DMFT自能在描述光谱峰结构通常与明确的非局部过程。对于Li $_x$ Ni $_{1-x}$ O，本理论研究证实了显著的能隙态.
2019-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamical screening effects in correlated materials: plasmon satellites and spectral weight transfers from a Green's function ansatz to extended dynamical mean field theory
在关联电子系统中，库仑相互作用的动力学屏蔽导致了具有动力学哈伯德相互作用U（Ω）的低能有效问题。我们提出了一个格林函数的安德森杂质问题与延迟的相互作用，其中格林函数分解成一个有效的静态U问题和玻色子高能量部分引入集体等离子体激元激发的贡献。我们的方法依赖于尺度分离的低能量的属性，相关的瞬时静态U，从中间到高能量的功能起源于相互作用的延迟部分。我们认为，对于相关材料的延迟相互作用产生的向下折叠的高能量的自由度，特征频率通常是在反绝热制度。在这种情况下，玻色子因子的精确近似相对容易构造，最简单的是动力学原子极限问题的玻色子因子。我们基准的质量，我们的方法对数值精确的连续时间量子蒙特卡罗结果的安德森-荷尔斯泰因模型，在一半和四分之一填充。在扩展的动力学平均场论中，我们进一步研究了Hubbard-Holstein模型中的Mott跃迁。最后，我们将我们的技术应用到一个现实的三带哈密顿SrVO 3。我们表明，我们的方法再现，有效质量重整化和较低的哈伯德带的位置通过一个动态屏蔽U，先前确定的从头算约束随机相位近似。我们的方法还可以用于动力学平均场论之外的方案中，开辟了一种描述相关材料中卫星和等离子体激元激发的相当通用的方法。
2011-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamical stability by spin transfer in nearly isotropic magnets
University College London（伦敦大学学院）；Tohoku University（东北大学）；University of Leeds（利兹大学）；Imperial College London（帝国理工学院）
通过优化CoFeB薄膜的自旋转移效应，实现近各向同性磁体在低电流下的磁化动态稳定，为研究非平衡自旋动力学提供新平台。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Frontier orbitals control dynamical disorder in molecular semiconductors
本研究揭示前线轨道形状对分子半导体动力学无序的调控机制，发现沿分子长轴无节面的同相前线轨道可降低转移积分梯度与面外无序，证实苉等扶手椅型π拓扑分子是下一代有机半导体的理想构建单元。
2024-12-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Universal Dynamical Steps in the Exact Time-Dependent Exchange-Correlation Potential
我们表明，确切的交换相关势的时间依赖的密度泛函理论显示动态的步骤结构，具有空间非本地和时间非本地的密度依赖。使用一维两电子模型系统，我们说明了这些步骤的一系列非平衡动力学的情况下相关的光化学/物理过程的建模：非稳态的无场演化，共振局部激发，共振完整的电荷转移，和演化下的任意字段。在通常的近似中缺乏这些步骤会产生不准确的动态，例如预测更快的动态和不完整的电荷转移。
2012-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.chem-ph
Theory of the Spatial Transfer of Interface-Nucleated Changes of Dynamical Constraints and Its Consequences in Glass-Forming Films
我们制定了一个新的理论如何在玻璃形成液体的表面或界面的笼约束进行修改，然后在空间上转移，在一个逐层自举的方式，到膜内部的非线性朗之万方程理论方法的动态自由能概念的背景下。在任何平均位置处的动态自由能涉及来自两个相邻层的贡献，其中约束力不相同。在最基本的理论水平上，动态自由能的锁定分量基本上随距离界面呈指数变化，饱和到足够深的膜中，具有适度大小的相关长度和对热力学状态的弱敏感性。这赋予了计算动力学量的梯度所需的动态自由能的所有关键特征的大致指数空间变化，所述动力学量包括局部化长度、跳跃距离、笼势垒、集体弹性势垒和α弛豫时间。空间梯度完全是动力学的，而不是结构或热力学的。该理论是实现硬球流体和不同的接口，可以是蒸汽，粗糙的钉扎粒子固体，振动钉扎粒子固体，或光滑的硬壁。它们在空间异质动态自由能水平上的基本描述是相同的，关键的区别来自第一层，其中动态约束可以根据特定的界面而被削弱、软化或几乎不改变。数值计算建立了空间依赖性和流体体积分数的敏感性的关键动力学特性梯度为五个不同的模型接口。的动态本地化长度和玻璃态模量的理论预测与模拟和实验系统与蒸汽界面的比较显示出良好的一致性。
2019-01-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
