Frequency non-reciprocity of surface spin wave in Permalloy thin films
本文用传播自旋波谱学方法研究了坡莫合金薄膜中的表面自旋波。当比较反向传播波的频率时，我们观察到高达几十MHz的系统差异。这种频率的非互易性效应建模使用分析偶极交换理论，认为在两个膜表面的磁各向异性的非互易自旋波模式的配置文件和差异的相互影响。在中等膜厚度（20 nm及以下），频率非互易性比例与波矢量的线性和二次与厚度，而更复杂的非单调行为，观察到在更大的厚度。我们的工作表明，表面波频率的非互易性可以被用来作为一个精确的光谱探针的磁不对称性在薄铁磁薄膜。
2015-11-30 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
Collective spin excitations in bi-component magnonic crystals consisting of bi-layer Permalloy/Fe nanowires
在发展中的磁振子领域，通过具有不同磁性的材料的适当组合及其在亚微米尺度上的纳米结构来实现自旋波传播的剪裁是非常重要的。我们已经利用深紫外光刻，结合倾斜阴影沉积技术，制造紧密间隔的双层纳米线（NW）的阵列，间隔d=100 nm和周期a=440 nm，具有底部和顶部层分别由坡莫合金和铁制成。NW具有矩形截面（相等宽度的底层和上层）或L形截面（一半宽度的上层）。利用布里渊光散射技术测量了上述双层纳米线阵列中集体自旋波激发的频散，同时在倒易空间的三个布里渊区上垂直于线长扫描波矢量。对于矩形NW，最低频率基本模式，其特征在于跨NW宽度的动态磁化的幅度的准均匀分布，表现出相当大的和周期性的频率分散。类似的色散模式也存在于L形纳米线中，但模式振幅集中在纳米线的薄侧。分析了与上述基模相关的磁振子带的宽度和中心频率，表明两者都可以通过改变外加场来调谐。此外，对于L形的NW，它示出，也有第二色散模式，在较高的频率，其特征在于集中在NW的厚侧的振幅。这些实验结果已被定量再现的原始数值模型，其中包括二维格林函数的动态磁化和层间交换耦合层间的偶极场。
2016-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Critical shell thickness for InAs-Al$_x$In$_{1-x}$As(P) core-shell nanowires
在气体源分子束外延（GS-MBE）系统中，采用金辅助气液固（VLS）方法在GaAs衬底上生长了以Al $_x$ In $_{1-x}$ P或Al $x$ In $_{1-x}$ As为壳层的InAs纳米线。通过透射电子显微镜（TEM）测量核直径和壳厚度。这些测量，然后与选定的区域衍射（SAD）图案，以验证界面的相干性或松弛通过失配位错。提出了一个理论应变模型，以确定临界壳厚度为给定的核心直径。锌合金的刚度参数通过一个众所周知的张量变换转换为对应的纤锌矿。然后给出了一个能量准则，以确定壳层厚度，在该厚度下，相干性丧失，位错变得有利。
2012-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Collective formation of misfit dislocations at the critical thickness for equilibrium nanowire heterostructures
本文通过有限元模拟研究纳米线异质结构中失配位错网络的集体形成，揭示临界厚度处应变能最小构型从完全弹性应变到部分弛豫的突变及其特征失配密度。
2023-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Determination of the optimal shell thickness for self-catalysed GaAs/AlGaAs core-shell nanowires
我们提出了一组实验结果，确定各种影响，管理的自催化GaAs/AlGaAs核壳纳米线（NW）的分子束外延生长，即表面复合速度，表面电荷陷阱，和结构缺陷的载流子动力学。NW系综的时间分辨光致发光和单个NW的空间分辨阴极发光显示，GaAs NW核的发射强度，衰减时间和载流子扩散长度强烈依赖于AlGaAs壳层厚度，但在一个非单调的方式。虽然7 nm-AlGaAs壳层可以有效地抑制GaAs纳米线芯的表面复合速度，但当壳层厚度小于50 nm时，由表面电荷引起的能带弯曲的影响仍然占主导地位;即，在具有较薄壳层的纳米线中，载流子扩散长度较小，这是由于在核/壳界面处的载流子散射较强所致。如果AlGaAs壳厚度大于50 nm，GaAs NW芯的发光效率开始劣化，这归因于通过透射电子显微镜证实的AlGaAs壳内部的缺陷形成。
2015-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Modiffied Schottky emission to explain thickness dependence and slow depolarization in BaTiO$_3$ nanowires
我们调查的起源，退极化率的吸附物稳定的铁电线。通过应用密度泛函理论计算和解析建模，我们证明了退极化是由于表面吸附物上储存的电荷泄漏所致，这些电荷在极化稳定中起着重要作用。退极化速度随厚度和温度变化，遵循几个复杂的趋势。提出了一个综合考虑量子隧穿、肖特基发射和温度依赖的电子迁移率的物理模型。该模型模拟了实验结果，验证了物理机制。我们还期望这种改进的隧穿-肖特基发射模型可以应用于预测不同厚度和温度的各种铁电材料的极化保留时间和漏电流。
2015-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of domain wall structures in curved permalloy wires containing an anti-notch
用洛伦兹显微镜研究了弯曲坡莫合金丝中头对头畴壁的形成和场响应。高空间分辨率地图的矢量感应分布在畴壁接近的反缺口已被推导出来，并与微磁模拟。在厚度为10 nm的线中，壁通常是改进的不对称横向壁类型。研究了它们对反缺口位置处与导线相切的外加场的响应。墙结构的变化方式取决于场是将墙移离槽口还是进一步移进槽口。在后一种情况下，需要更高的场，并且观察到更多的扭曲壁结构，这表明反缺口作为畴壁的能量势垒。
2008-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias without directional anisotropy in Permalloy/CoO bilayers
我们利用横向交流磁化率测量来表征铁磁坡莫合金（Py）和反铁磁CoO的原型交换偏置双层的磁各向异性。单向各向异性观察薄Py，但变得可以忽略不计，在较大的Py厚度，即使磁滞回线的方向不对称性仍然显着。额外的磁电测量，磁光成像，以及微磁模拟表明，这些令人惊讶的行为可能与自旋翻转分布的不对称性在CoO中创建的Py磁化反转，这有利于后者的旋转回到其场冷却方向。我们的研究结果提出了新的可能性，有效地实现多稳态纳米磁系统的神经形态应用。
2021-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Target domains in nanometric Permalloy disks with columnar structure
我们对坡莫合金（Ni $_{80}$ Fe $_{20}$）微盘的微磁性能进行了深入的实验和数值研究，该微盘在剩磁处表现出目标畴结构。涡流配置是很常见的，在这样的微盘，并对应于一个面内磁通封闭配置的圆柱对称与面外的磁化核心。相比之下，目标域配置中观察到较厚的微盘，其特征在于叠加到平面外磁化分量的磁化的平面内分量的涡旋配置，其振荡作为到微盘中心的距离的函数，从而形成同心域。磁化的面外振荡分量与面内涡旋分量之比随微盘厚度的增加而增加。在面内和面外磁场下测量了磁滞回线。在剩磁和磁场下的结果可以解释由微磁模拟，其中的微盘被描述为一个组件的部分耦合列代表的颗粒状纳米结构的薄膜，从图案化的微盘。在这些具有目标畴结构的微磁盘中发生了非常原始的磁化过程。这些包括特别是整个翻转的域配置和湮灭/创建环域。
2021-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Spin-Orbit Torques and Magnetic Anisotropy in WSe$_{2}$/Permalloy Bilayers
过渡金属二硫属化物（TMD）是一种在相邻铁磁层上有效产生电流感生自旋轨道力矩的有前途的材料。许多影响，界面和散装，已被提出来解释以前观察到的不同扭矩。然而，到目前为止，还没有明确的共识，微观起源的基础上观察到这些TMD/铁磁双层的自旋轨道扭矩。为了照亮在发挥作用的微观机制，在这里，我们进行厚度依赖的自旋轨道扭矩测量的半导体WSe $_{2}$ /坡莫合金双层与各种WSe $_{2}$层厚度，下降到单层的限制。我们观察到一个大的面外类场转矩与自旋转矩电导率高达$1\times10^4 ({\hbar}/2e) (Ωm)^{-1}$。对于某些器件，我们还观察到一个较小的面内反阻尼类扭矩，自旋扭矩电导率高达$4\times10^{3} ({\hbar}/2e) (Ωm)^{-1}$，与其他TMD为基础的系统。两个扭矩均显示出对WSe $_{2}$厚度没有明显的依赖性，正如Rashba系统所预期的那样。出乎意料的是，我们观察到一个强大的面内磁各向异性-高达约$6.6\times10^{4} erg/cm^{3}$ -诱导坡莫合金由下面的六方WSe $_{2}$晶体。使用扫描透射电子显微镜，我们确认，磁各向异性的易轴对准扶手椅方向的WSe $_{2}$。我们的研究结果表明，铁磁体和TMD之间有很强的相互作用，并揭示了TMD为基础的设备的自旋轨道力矩的性质。这些发现为优化扭矩和与接口磁体的相互…
2021-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall pinning and potential landscapes created by constrictions and protrusions in ferromagnetic nanowires
利用空间分辨的磁光克尔效应测量，探讨了薄坡莫合金纳米线中不对称收缩或突起附近的横向畴壁（TDWs）所经历的电势。这两种类型的陷阱被发现作为钉扎中心的DW。钉扎的强度被发现取决于陷阱类型以及传入DW的手性;这两种类型的陷阱被认为是作为势阱或势垒，也取决于DW的手性。微磁学模拟已经进行了良好的定性与实验结果一致。
2008-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Micromagnetic analysis of magnetic noise in ferromagnetic nanowires
我们采用微磁学模拟方法研究了具有和不具有畴壁的磁性纳米线中的磁热噪声。由随机热涨落场引起的磁热噪声给出了与磁化率有关的重要物理量。我们发现畴壁的共振频率与磁畴本身的共振频率是有区别的。对于没有畴壁的单畴，共振频率很好地描述了由Kittel的公式考虑铁磁试样作为一个简单的椭圆体与退磁因子为各种线的宽度和厚度。然而，来自磁畴壁的附加谐振频率显示了线宽度和厚度的不同依赖性。这意味着畴壁内的自旋具有不同的有效场和自旋动力学。
2010-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Compatibility of the selective area growth of GaN nanowires on AlN-buffered Si substrates with the operation of light emitting diodes
采用分子束外延技术在Si（111）衬底上生长了厚度为2 ~ 14 nm的AlN薄膜。利用扫描电子显微镜和视线四极杆质谱分别研究了AlN层厚度对自发形成GAN纳米线（NWs）形貌和成核时间的影响。我们观察到，在这些层上生长的纳米线的对准随着层厚度的增加而改善，而它们的成核时间减少。我们的研究结果表明，4 nm是最小的AlN层的厚度，允许生长良好对齐的纳米线与短的成核时间。这种AlN缓冲层被成功地采用，连同图案化的SiOx掩模，用于垂直GAN纳米线的选择性区域生长（SAG）。此外，我们制作的发光二极管（LED）从NW合奏，通过自组织现象裸和AlN缓冲的Si衬底上生长。对这两种器件的光电特性的仔细表征表明，裸硅和AlN缓冲硅上的NW-LED的性能相似。通过透射电子显微镜发现的大量晶界促进了AlN缓冲层的导电。这些结果表明，Si上的粒状AlN缓冲层与GAN纳米线的SAG和LED操作都兼容。因此，这项研究是第一步，对硅衬底上的均匀NW合奏的基础上制造LED。
2014-10-28 cond-mat.mtrl-sci
PAMBE growth of GaN nanowires on metallic ZrN buffers -- a critical impact of ZrN layer thickness on the growth temperature
该研究揭示金属ZrN缓冲层厚度会显著影响GaN纳米线MBE生长的衬底温度，开发了光学高温计校准技术实现精确测温，并验证可通过补偿温度在不同衬底上生长一致的纳米线阵列。
2025-06-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nanoscale spectroscopic imaging of GaAs-AlGaAs quantum well tube nanowires: correlating luminescence with nanowire size and inner multishell structure
使用低温阴极发光（CL）光谱成像，结合扫描透射电子显微镜（STEM）层析成像，研究了GaAs-AlGaAs量子阱管（QWT）纳米线的发光和内部结构，首次允许这些纳米线的发光特性与其尺寸和内部3D结构之间的强大相关性。除了核心发光和微小缺陷相关的贡献，每个纳米线显示一个或多个QWT峰与不同直径的纳米线区域。对应于每个QWT峰的GaAs壳厚度的值，然后确定从纳米线的直径，通过采用多壳生长模型后，对实验数据（芯直径和GaAs和AlGaAs壳厚度）的验证从分析的三维重建的STEM断层扫描的GaAs-AlGaAs QWT纳米线。我们发现，QWT峰值能量作为这样估计（3-7 nm）GaAs壳厚度的函数是40-120毫电子伏以下的激子复合的理论值对称地包裹在一个中心核心周围的均匀QWT。然而，3D断层图像的分析进一步证明了方位角不对称性以及GaAs壳厚度的（方位角和轴向）随机波动，表明QWT发射的红移主要是由于载流子局部化。沿着纳米线轴的QWT发射强度的CL映射允许直接对发射的纳米级定位进行成像，从而支持上述图片。我们的研究结果有助于更深入地了解QWT纳米线的发光结构关系，并将促进其作为未来单片集成到硅上的高效纳米激光源的应用。
2019-10-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetic domain-wall dynamics in wide permalloy strips
软坡莫合金带中的畴壁可根据带的宽度和厚度表现出各种平衡微磁结构，范围从窄而薄的带中的众所周知的横向和涡旋壁到最近报道的宽带中的双涡旋壁和三涡旋壁[V. Estévez和L. B { \bf 91}，054407（2015）]。在这里，我们分析的领域驱动的动态坡莫合金带的宽度从240 nm到6 $μ$ m，使用已知的平衡畴壁结构作为初始配置。我们的微磁模拟表明，在宽条畴壁动力学是非常复杂的，强烈依赖于系统的几何形状，以及对驱动场的大小。我们详细讨论了丰富多样的动力学行为，发现，包括不同的畴壁结构之间的动态过渡，周期性的动态涡核靠近带边缘，过渡到更简单的畴壁结构的多涡畴壁控制的涡极性，以及事实上，对于一些组合的带的几何形状和驱动场的系统不能支持一个紧凑的畴壁。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impacts of Atomistic Coating on Thermal Conductivity of Germanium Nanowires
通过非平衡分子动力学模拟，我们证明了锗纳米线的热导率可以降低25%以上，在室温下的原子涂层。存在临界涂层厚度，超过该临界涂层厚度，涂覆的纳米线的热导率大于主体纳米线的热导率。探讨了临界涂层厚度和最小导热系数随涂层直径的变化规律。此外，我们发现，界面粗糙度可以诱导涂层纳米线的热导率进一步降低。从振动本征模分析，发现涂层诱导的低频声子的局域化，而界面粗糙度的高频声子的局域化。我们的研究结果提供了一个可行的方法来调整纳米线的热导率的原子层涂层。
2012-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dielectric Sensing with Back-Gated Nanowires
大量的数值计算表明，背栅纳米线与各种程度的电介质嵌入的电容是准确地描述与有效的介电常数，只要之间的差异的电介质厚度和栅极纳米线的距离保持恒定。这对于从简单的空气到水的渗透性范围的渗透性是有效的。然而，由于屏蔽，如果电介质正好位于纳米线下方，则缩放是无效的。此外，当仅电介质厚度变化时，电容特性是具有三个不同区域的S形，其中仅前两个区域可以用于电介质感测。第一个区域几乎是线性的，而中间区域，具有围绕纳米线中心的两个直径的跨度，是最敏感的。
2015-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain configurations in Co/Pd and L10-FePt nanowire arrays with perpendicular magnetic anisotropy
以PS-b-PDMS嵌段共聚物自组装膜为掩模，制备了周期为63 nm、线宽分别为38 nm和27 nm、膜厚分别为27 nm和20 nm的[Co/Pd]15和L10-FePt纳米线阵列。预测的线，以支持尼尔壁的Co/Pd和布洛赫壁的FePt。来自最近邻纳米线的静磁相互作用促进由相邻线中的交替上下磁化组成的基态配置。在交流退磁后，在~75%的Co/Pd线上观察到这种情况，但在FePt中不太普遍，因为相互作用场与切换场的比率小得多。相互作用也导致在相邻的Co/Pd纳米线的畴壁位置的相关性。反转过程的特征在于反向域的成核，随后在较高的字段由域沿纳米线的传播。这些窄线为探索垂直各向异性系统中的畴壁结构和动力学提供了模型系统。
2016-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit-coupling induced domain-wall resistance in diffusive ferromagnets
我们调查扩散运输通过一些畴壁（DW）的重要磁性合金坡莫合金的配置文件同时考虑到非共线，合金无序，自旋轨道耦合完全量子力学，从第一原理。除了观察已知的磁化偏轨和各向异性磁阻效应，我们发现了一个以前没有确定的贡献，来自自旋轨道耦合介导的自旋翻转散射纹理扩散铁磁体的DW的电阻。这种绝热DW电阻（其应该存在于所有扩散DW中）可以通过在适当设计的纳米线中以系统的方式改变DW宽度来观察。
2012-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin dependent scattering of a domain-wall of controlled size
磁电阻测量CPP的几何形状已进行单电沉积的Co纳米线交换偏置一侧溅射的非晶GdCo层。这种几何形状允许在Co线中稳定单个畴壁，其厚度可以通过外部磁场控制。比较磁化强度，电阻率和磁阻的研究，单一的钴纳米线，钆钴层，和耦合系统，提供了证据的额外贡献的磁阻时，畴壁被压缩的磁场。当畴壁厚度小于自旋扩散长度时，这种贡献被解释为畴壁内的自旋相关散射。
1999-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Depinning of domain walls with an internal degree of freedom
考虑到壁的位置和内部自由度之间的耦合，即它的相位$ϕ$，我们研究，在刚性壁近似下，磁畴壁的动力学受到弱钉扎势。我们确定了相应的力-速度特征，与标准脱钉定律相比，这些特征显示出几个不寻常的特征。在零温度下，存在一个低力的临界状态，其对数行为接近于转变。对于弱钉扎，出现了一系列的相变，对应于不同的相演化拓扑模式。在有限温度下，力-速度特性变得非单调。我们比较我们的结果，最近的实验坡莫合金纳米线。
2009-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech nlin.PS
