The effect of disorder on transverse domain wall dynamics in magnetic nanostrips
我们研究了无序对铁磁纳米带中横向畴壁动力学的影响，无论是由磁场或自旋极化电流驱动，通过执行一个大的GPU加速微磁模拟合奏。通过在系统中包括小的、随机分布的非磁性空隙来模拟无序。研究的磁畴壁速度作为所施加的磁场和电流密度的函数揭示了根本的差异，在畴壁动力学引起的这两种模式的驱动：对于场驱动的情况下，我们确定了两种不同的畴壁钉扎机制，下面和上面的沃克击穿，分别操作，而对于电流驱动的情况下钉扎是不存在的沃克击穿。增加无序强度诱导更大的沃克击穿场和电流，并导致降低和增加畴壁速度在击穿场和电流，分别。此外，对于绝热自旋转移矩，发现本征钉扎机制被无序抑制。我们解释这些发现在一维模型中的一个有效的阻尼参数$α^*$增加的无序强度。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large exchange-dominated domain wall velocities in antiferromagnetically coupled nanowires
磁性纳米线支持场和电流驱动的畴壁运动的信息存储和处理的新方法的设想。其实际应用的一个主要障碍是畴壁速度，这是传统上有限的，由于沃克击穿时发生的强迫场或电流达到临界阈值。我们通过数值和分析模型表明，沃克击穿极限可以扩展或完全消除反铁磁耦合的磁性纳米线。这些耦合的纳米线允许通过场和/或电流经由自旋转移扭矩驱动的巨畴壁速度，与传统的纳米线相比。
2014-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalies in the dynamics of ferrimagnets near the angular momentum compensation point
在本文中，我们阐述了分析理论的磁畴壁动力学接近角动量补偿点的基础上的非线性动力学方程推导出的有效拉格朗日的亚铁磁体。对亚铁磁体中后沃克区的进动角和畴壁速度振荡进行了分析。在该模型的框架下，我们探讨了动态过程中的沃克和后沃克政权。我们发现，虽然自旋振荡淬火的动态畴壁附近的沃克击穿场，进一步增加的驱动磁场增加畴壁的速度和流动性。讨论了亚铁磁体中角动量补偿点附近畴壁动力学性质的反常行为。
2021-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Domain walls within domain walls in wide ferromagnetic strips
我们进行了大规模的微磁学模拟表明，由于拓扑结构的限制，内部畴壁（布洛赫线）内扩展畴壁更强大的纳米线比畴壁。因此，自旋电子学应用的可能性，基于他们的运动沿畴壁出现。内部畴壁在垂直磁化介质中的畴壁内成核，同时出现阈值驱动力以上的畴壁速度的Walker击穿样突然减小，并且也可以在钉扎的局部畴壁内产生。我们观察到快速的字段和电流驱动的内部畴壁动力学没有沃克击穿沿钉扎畴壁，起源于拓扑保护的内部畴壁结构，由于周围的平面外域。
2015-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of the increased velocities of domain wall motions in soft magnetic thin-film nanostripes beyond the velocity-breakdown regime
人们知道，振荡畴壁（DW）运动在软磁薄膜纳米带以上的沃克临界场导致显着减少的平均DW速度。然而，在一个更高的领域以外的速度击穿制度，DW速度已被发现增加响应于进一步增加的所施加的字段。我们报告的物理起源和详细的机制，这种意想不到的行为。我们将该机制与条纹内部或其边缘的涡旋-反涡旋（V-AV）对的成核、Vs和AV的非线性回转运动及其湮灭过程的系列动力学过程相关联。目前的研究结果意味着，一个二维孤子模型需要充分的解释DW运动的线性和非线性DW运动制度，以及在超越速度崩溃制度。
2008-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling domain wall dynamics of ferrimagnets in thermal magnon currents: competition of angular momentum transfer and entropic torque
控制磁畴壁运动有望有效地操纵和转移磁存储信息。由温度梯度产生的热磁振子电流可以用来移动磁纹理，从磁畴壁到磁涡旋和skyrmion。在过去的几年里，理论研究集中在铁磁和反铁磁自旋结构，畴壁总是朝着热梯度的较热端移动。在这里，我们进行数值研究，使用原子自旋动力学模拟和互补的分析计算，推导出一个运动方程的畴壁速度。我们证明了在亚铁磁体中，热磁振子电流下的畴壁运动表现出更丰富的动力学。下面的沃克击穿，我们发现，温度梯度总是拉向热端的畴壁通过最小化其自由能，在同一制度的铁磁体和反铁磁体的观察一致。在沃克击穿之上，亚铁磁畴壁可以显示相反的、违反直觉的行为，即向冷端移动。我们表明，在这种情况下，运动到较热或较冷的端部是由角动量转移驱动，因此强烈相关的角动量补偿温度，一个独特的属性的亚铁磁体的亚铁磁体的固有角动量为零，而亚晶格角动量保持有限。特别是，我们发现，低于补偿温度的壁向冷端移动，而高于它，向热端移动。此外，我们发现，对于亚铁磁体，有一个扭矩补偿温度下的畴壁动力学表现出类似的特性，反铁磁体，即，准惯性自由运动和沃克击穿的情况下。
2019-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Electric field driven magnetic domain wall motion in ferromagnetic-ferroelectric heterostructures
研究了铁磁-铁电异质结构中外加电场诱导的磁畴壁动力学。在传统的驱动机制，其中MDW运动是由磁场或电流直接感应，MDW运动出现在这里作为强钉扎的MDW到铁电畴壁（FDW）通过局部应变耦合的结果。通过进行广泛的微磁模拟，我们发现几个动力学制度，包括不稳定性，如自旋波发射和复杂的变换的MDW结构。在所有情况下，MDW的时间平均速度等于FDW的速度，表明没有Walker击穿。
2014-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Universal domain wall dynamics under electric field in Ta/CoFeB/MgO devices with perpendicular anisotropy
铁磁/氧化物电介质结构中的电场效应提供了一种以低功耗控制畴壁动力学的新途径。然而，电场对DW速度的影响到目前为止只观察到在蠕变制度，DW速度低，由于强相互作用与钉扎网站。在这里，我们展示了具有垂直磁各向异性的Ta/Co 40 Fe 40 B20/MgO/TiO 2结构中从蠕变到流动状态范围内的DW速度的栅极电压调制。我们证明了一个通用的描述的作用，施加的电场在各种钉扎依赖的制度，考虑到一个有效的磁场是线性的电场。此外，发现电场效应在Walker机制中改变符号。我们的工作为铁磁金属/绝缘体界面电场效应的研究和优化提供了新的机会。
2016-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Domain wall motion of magnetic nanowires under a static field
研究了在沿纳米线轴向的静磁场作用下，头对头磁畴壁（DW）和尾对尾磁畴在磁性纳米线中的传播。从能量的角度出发，得到了DW速度与DW结构的关系。阐明了能量耗散在场驱动DW运动中的作用。也就是说，场只能通过阻尼来驱动畴壁沿场方向传播。没有阻尼，DW不能沿着导线传播。与常识相反，DW速度通常与能量耗散速率成比例，并且需要找到一种方法来增强能量耗散以增加传播速度。该理论还对DW速度的线宽依赖性和Walker击穿场以外的速度振荡现象提供了一个自然的解释。
2008-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Dynamics of domain walls in magnetic nanostrips
我们表示在铁磁纳米线的集体坐标概括蒂勒的稳态结果的畴壁的动力学。对于弱外部扰动的动力学是由几个软模式。一般的方法说明的例子，最近的实验与平面纳米线的涡流壁。双模近似给出了一个定量准确的描述稳定的粘性运动的壁在弱磁场和其振荡行为在中等高的领域以上的沃克崩溃。
2008-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Stochastic processes in magnetization reversal involving domain wall motion in magnetic memory elements
我们通过时间分辨电导测量实验表明，磁化反转通过畴壁运动在子100纳米直径的磁性隧道结是由两个不同的随机效应。第一个涉及的孵化时间有关的畴壁成核，而第二个结果从随机运动的沃克政权。微磁学模拟揭示了几个贡献的时间钉扎的磁盘中心附近的壁，包括布洛赫点成核和壁进动。我们发现，一个可再生的弹道运动恢复时，布洛赫和内尔壁轮廓成为退化的能量在最佳尺寸的磁盘，这使得准确定性运动。
2020-09-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Determination of the micromagnetic parameters in (Ga,Mn)As using domain theory
研究了具有垂直磁易轴的铁磁（Ga，Mn）As外延层的磁畴结构和磁性。我们发现，尽管有很强的磁滞，畴理论在结晶平衡可以用来确定微磁参数。结合磁光克尔显微镜、磁测量和铁磁共振测量，我们得到了磁畴$λ_c$的特征参数，畴壁宽度和比能，以及自旋刚度常数随温度的变化。磁化反转的成核势垒和场驱动畴壁传播的沃克击穿速度也进行了估计。
2007-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Current induced domain wall dynamics in the presence of a transverse magnetic field in out-of-plane magnetized materials
建立了一个分析模型，描述了在外部横向磁场存在下，布洛赫DW的电流感生DW动力学。该模型考虑了DW变形和磁化倾斜的域。将该模型与微磁学模拟的结果进行了比较，得到了很好的一致性。在稳定状态下，该模型表明，域倾斜不改变DW的流动性。外部或电流感应的横向磁场，如奥斯特或Rashba场，可以防止沃克击穿，导致更高的畴壁速度。
2012-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Electric field control of multiferroic domain wall motion
在集体坐标框架下研究了多铁性畴壁的动力学行为，其中电场通过非均匀磁电相互作用与磁化强度耦合。我们展示了电场是如何能够延迟域壁运动的沃克击穿的发作，导致最大壁速度的显着增强。此外，我们表明，在固定制度的磁畴壁的手征可以有效地逆转时，电场施加沿方向的磁场。这些特性表明，多铁性畴壁可能为设计更快、更低功耗的畴壁器件提供一种新的有前景的手段。
2014-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Fast domain wall propagation in uniaxial nanowires with transverse fields
在沿其轴向的磁场下，单轴纳米线中的畴壁运动比完全各向异性的情况慢得多，通常慢几个数量级（无量纲吉尔伯特阻尼参数的平方）。然而，随着横向于导线的磁场的增加，这种行为急剧逆转;直到临界场强，类似于Walker击穿场，单轴导线中的畴壁比完全各向异性导线（没有横向场）中的畴壁传播得更快。超过这个临界磁场强度，旋进运动开始，平均速度减小。我们的结果是基于领先的顺序解析计算的速度和临界场以及数值解的Landau-Lifshitz-Gilbert方程。
2013-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other math-ph
Current-Induced Dynamics of Chiral Magnetic Structures: Creation, Motion, and Applications
磁织构可以通过电流通过自旋转移和自旋-轨道-力矩机制来操纵。我们回顾如何利用这些扭矩可以创建手征的磁性纹理与打破反转对称性的磁铁，包括畴壁和skyrmions。这些手性纹理也可以通过（电）电流移动，并遵循非常丰富的动力学。例如，磁畴壁具有著名的沃克击穿，而磁旋则会受到斯基尔米恩霍尔效应的影响，这一效应植根于它们的实空间拓扑结构。这些性质导致了各种潜在的新的应用，我们简要概述。
2020-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time-resolved observation of fast domain-walls driven by vertical spin currents in short tracks
我们提出了时间分辨测量的磁畴壁（DW）的位移驱动的垂直自旋极化电流在轨道形磁性隧道结。在这些结构中，我们观察到非常高的DW速度（600米/秒）在电流密度低于$10^7 A/cm^2$。我们表明，有效的自旋转移扭矩结合短的传播距离，可以避免沃克击穿过程，并实现确定性的，可逆的和快速的（$\approx$ 1 ns）DW介导的磁性隧道结元件，这是非常感兴趣的快速DW为基础的自旋电子器件的实施。
2013-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phenomenological description of the nonlocal magnetization relaxation in magnonics, spintronics, and domain-wall dynamics
Baryakhtar利用Onsager关系式导出了Landau-Lifshitz-Baryakhtar（LLBar）方程，该方程可以看作是Landau-Lifshitz（LL）方程和一个额外的“交换阻尼”项的组合.我们解释的起源，这种“交换阻尼”的非本地阻尼连接到自旋电流泵。对LLBar方程的自旋波衰减和畴壁运动进行了数值和解析研究。结果表明，在非局域阻尼作用下，短波长磁振子的寿命和传输长度可能比LL方程给出的结果小得多。此外，我们发现，畴壁迁移率和沃克击穿场的强烈影响的非局域阻尼。
2015-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Analytical computation of the demagnetizing energy of thin film domain walls
由于退磁场的非局域性，计算退磁场仍然是理解铁磁材料中畴结构的最大挑战。退磁效应的解析描述通常近似磁畴壁为均匀磁化的椭圆体，忽略磁化从一个磁畴到另一个磁畴的平滑旋转以及两个磁畴之间的相互作用。在这里，而不是退磁场，我们计算解析描述的经典$\tanh$磁化曲线在薄膜与垂直磁各向异性的直畴壁的退磁能。然后，我们使用我们的表达式的退磁能量，以获得一个改进的版本的一维模型的场驱动的畴壁运动，导致在准确的表达式的重要属性的畴壁，如畴壁宽度和沃克击穿场。我们验证了我们的分析结果的准确性，通过微磁模拟。
2019-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Criterion for transformation of transverse domain wall to vortex or antivortex wall in soft magnetic thin-film nanostripes
我们报告的标准动态转变的内部结构的运动畴壁（DW）在软磁薄膜纳米带以上的沃克阈值场，Hw。为了实现从横壁（TW）到涡旋壁（VW）或反涡旋壁（AVW）的转变过程，TW型DW的边缘孤子芯必须沿横向（宽度）向内移动，使其充分增长到稳定涡旋（或反涡旋）芯区面外磁化强度的半高宽。在完成的涡旋（antivortex）核心的成核，VW（AVW）是稳定的，然后其核心伴随着一个给定的纳米带的势阱（山）中的回旋运动。超过DW速度击穿起始场Hw的场强不是DW发生动态变化的充分条件，而是必要条件。
2008-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Soliton-like magnetic domain wall motion induced by the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction
拓扑缺陷，如磁孤子，涡旋，布洛赫线和skyrmions已经开始在现代磁学中发挥重要作用，因为它们具有非凡的稳定性，可以用于生产存储器件。最近，一种新型的反对称交换相互作用，即Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，简称Dzyaloshinskii-Moriya interaction）被发现并影响拓扑缺陷的形成。因此，探索如何影响拓扑缺陷的动力学行为是一个重要的任务。在这里，我们研究了动态畴壁（DW）在一个强大的电畴，并发现，电畴诱导湮灭的拓扑垂直布洛赫线（VBL）通过提升的四重简并的VBL。其结果是，从沃克崩溃起源的速度降低被完全抑制，导致孤立的恒定速度的DW。此外，的强度，这是孤立波的DW运动的关键因素，可以量化没有任何副作用可能产生的电流感应扭矩或外部钉扎在磁性薄膜。因此，我们的研究结果揭示了物理的动态拓扑缺陷，这为未来的工作铺平了道路，在基于拓扑的存储器应用程序。
2015-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced spin transfer torque effect for transverse domain walls in cylindrical nanowires
最近的研究预测了圆柱形纳米线中横向畴壁的非凡特性：零脱钉电流，不存在Walker击穿，以及作为畴壁振荡器的应用。为了可靠地控制畴壁运动，了解它们如何与能垒相互作用是很重要的。本文研究了铁磁圆柱形纳米线中横畴壁穿过势垒的运动和脱钉。我们使用磁场和自旋极化电流来驱动沿着导线的畴壁。使用磁场，我们发现，所需的最小和最大的领域，推动畴壁通过障碍相差30%。相反，使用自旋极化电流，我们发现的最小值的脱钉电流密度和最大值之间的一个因素130的变化。我们研究了脱钉电流密度作为势垒高度的函数，使用数值和分析方法。我们发现，对于势垒为40kBT的畴壁，约5 μ A的脱钉电流密度就足以使畴壁脱钉。我们揭示和解释的机制，导致这些异常低的脱钉电流。这种新的脱钉机制的一个要求是畴壁能够绕其自身的轴旋转。通过正确的势垒设计，自旋扭矩传递项正好作用于微磁系统中的阻尼，因此低电流密度足以快速积累足够的能量。这些关键的见解可能是至关重要的，在进一步发展新的存储器技术，如赛道存储器，可以通过低电流密度控制。
2011-04-15 cond-mat.mtrl-sci
