Macroscopic quantum effects generated by the acoustic wave in a molecular magnet
Gwang-Hee Kim, E. M. Chudnovsky
我们已经表明，由于在分子磁体中的共振自旋隧穿的磁化步骤的大小可以强烈地受到声音的影响。横向声波还可以在场扫描期间产生磁化的宏观量子拍频。
We have shown that the size of the magnetization step due to resonant spin tunneling in a molecular magnet can be strongly affected by sound. The transverse acoustic wave can also generate macroscopic quantum beats of the magnetization during the field sweep.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Generation of coherent acoustic phonons in piezoelectric semiconductor heterostructures
本文综述了压电半导体多量子阱中相干声学声子产生的一些实验和理论方面的内容。为了模拟更先进、更复杂的纳米声学器件，提出了一种宏观连续介质理论，用于研究压电半导体异质结构中相干声学声子的产生和传播。宏观方法适用于相干区，并可以很容易地用来研究基于压电半导体异质结构的相干声器件。对于每一个声子模，相应的相干声场服从加载弦方程。驱动力的贡献来自压电和变形势耦合。我们应用该理论模拟了（0001）取向InGaN/GAN多量子阱中相干纵声声子的产生。数值计算结果与实验结果吻合较好。利用宏观理论，我们还研究了纤锌矿多量子阱中晶体取向对相干声学声子产生的影响。结果发现，相干横向声学声子占主导地位的产生一定的取向角。
Acoustic waves generated by the spin precession
我们研究了沉积在固体表面的纳米粒子的旋进产生声波。我们的方法阐明了爱因斯坦-德哈斯效应的宏观动力学。它基于由总角动量守恒所规定的无参数运动方程的解：自旋+机械。我们表明，由自旋进动产生的声波的振幅可能是足够的检测由隧道电子显微镜。
Nanomechanical systems are generally embedded in a macroscopic environment where the sources of thermal noise are difficult to pinpoint. We engineer a silicon nitride membrane optomechanical resonator such that its thermal noise is acoustically driven by a spatially well-defined remote macroscopic bath. This bath acts as an acoustic blackbody emitting and absorbing acoustic radiation through the silicon substrate. Our optomechanical system acts as a sensitive detector for the blackbody temperature and for photoacoustic imaging. We demonstrate that the nanomechanical mode temperature is governe…
Macroscopic Quantum Oscillations of Antiferromagnetic Nanoclusters in a Swept Magnetic Field
预测和理论研究了扫向磁场作用下反铁磁纳米团簇行为中新的宏观量子干涉效应，即：纳米团簇磁化率的振荡类似于晶体中电子的Bloch振荡，以及在交流磁场中相应的Stark梯形共振.这些效应与宏观量子相干性现象有关。同时揭示了反铁磁纳米团簇量子行为与小容量约瑟夫森结的相似性。
Excitation and coherent control of magnetization dynamics in magnetic tunnel junctions using acoustic pulses
实验研究了飞秒激光诱导声表面波驱动下磁性隧道结中的磁化动力学。声脉冲通过磁致弹性耦合在磁性隧道结的自由层中引起磁化旋进。旋进的频率和幅度显示出对所施加的磁场和激光激发位置的显著依赖性。比较声波引起的进动频率与由电荷电流和微磁模拟引起的进动，我们确定了空间非均匀磁化模式本地化的边缘区域附近的光致磁化动力学负责。实验方案甚至允许我们使用两个声脉冲相干地控制磁化进动。这可能对未来需要超快自旋操纵的应用很重要。此外，我们的研究结果直接指出了声脉冲的重要性，因为它们在研究磁结构中的光致温度效应时可能是相关的。
Macroscopic Quantum Coherence in Molecular Magnets
研究了反铁磁分子磁体在磁场作用下的宏观量子相干性。这样的场产生具有外部可调强度的人工隧道势垒。我们给出了详细的半经典预测的隧道分裂在各种制度的低和高磁场。我们表明，Neel矢量的隧穿动力学可以直接测量通过静态磁化强度和比热。我们还报告了一个新的量子相位所产生的波动。数值模拟结果补充了分析结果。
Acoustic ferromagnetic resonance and spin pumping induced by surface acoustic waves
磁性薄膜的电压感生磁化动力学是研究各向异性场、交换耦合、磁化阻尼和自旋泵机制的重要工具。一种特别成熟的技术是由GHz范围内的微波光子和磁化本征模耦合产生的铁磁共振（FMR）。本文综述了声表面波与薄膜磁化耦合的声铁磁共振技术的基本概念。有趣的是，除了微波激发的FMR技术的好处，SAW和磁化之间的耦合也提供了肥沃的土壤，研究磁振子声子和自旋旋转耦合。我们描述了面内磁场角度依赖的a-FMR通过测量的吸收/传输的SAW和SAW的存在下的晶格的旋转运动的衰减，并显示随之产生的自旋电流由声自旋泵。
Experimental demonstration of acoustic wave induced magnetization switching of dipole coupled magnetostrictive nanomagnets for ultralow power computing
我们报告纳米磁开关声波（AW）发射的叉指电极，调制的应力各向异性的椭圆形钴纳米磁致伸缩磁体（340 nm × 270 nm × 12 nm）划定的128度Y切割锂的钛酸盐。偶极耦合的纳米磁体对处于单畴状态，并且最初沿着椭圆的长轴磁化，其中它们的磁化彼此平行。具有较低形状各向异性的纳米磁体的磁化在声波传播时发生逆转。此后，这些纳米磁体的磁化保持在反转状态，并表现出非易失性。这将执行“NOT”操作。声波在偶极耦合纳米磁体中引起的磁状态反转的这种证明实现了“非”门操作，这可能导致开发极其节能的纳米磁性逻辑。此外，由于不存在与纳米磁体的单独接触，制造复杂性大大降低，导致较低的能量耗散
Electron - acoustic phonons scattering in quantum wells in a tilted quantizing magnetic field
研究倾斜量磁场中量子井内电子与纵向声子的散射行为，推导散射率表达式并分析磁场强度、方向及量子井势能分布对散射率的影响。
Switching of Magnetic Moments of Nanoparticles by Surface Acoustic Waves
我们报告的纳米粒子的表面声波（SAW）的磁化反转的证据。该实验系统由分散在压电基板上的孤立的磁铁矿纳米颗粒组成。从饱和状态的磁弛豫变得显着增强的SAW的存在下，在一个恒定的温度下的基板。松弛声表面波功率和频率的依赖关系进行了研究。这种效应是由纳米颗粒中SAW产生的有效交流磁场解释的。
We show that a surface acoustic wave (SAW) applied across the terminals of a magnetic tunnel junction (MTJ) decreases both the (time-averaged) parallel and antiparallel resistances of the MTJ, with the latter decreasing much more than the former. This results in a decrease of the tunneling magnetoresistance (TMR) ratio. The coercivities of the free and fixed layer of the MTJ, however, are not affected significantly, suggesting that the SAW does not cause large-angle magnetization rotation in the magnetic layers through the inverse magnetostriction (Villari) effect at the power levels used. Thi…
Acoustic parametric pumping of spin waves
最近的实验证明了通过超声产生自旋电流。我们可以从磁化和晶格波之间的耦合来理解这种声致自旋泵。在这里，我们研究了纵向声波对磁化的参量激发，并计算了声阈值功率。感应磁化动力学可以通过自旋泵浦到显示逆自旋霍尔效应的相邻正常金属中来检测。
Magnetic skyrmion bubble motion driven by surface acoustic waves
本文研究了在铁磁体中利用反向传播声表面波对磁Skyrmion泡的动力学控制。首先，我们确定了磁泡的质量和推导力由于SAW作用在磁泡上使用Thiele的方法。推动气泡的力与主应变分量的应变梯度成比例。然后，我们研究了磁泡的动态钉扎和运动的SAW纳米线。在圆盘几何中，我们提出了一个SAW驱动的具有两个共振频率的Skyrmion泡振荡器。
Thermally assisted macroscopic quantum tunneling of a ferromagnetic particle in a magnetic field at an arbitrary angle
在有限温度下，研究了置于任意角度磁场中具有双轴对称性的铁磁微粒磁化强度的量子隧穿。给出了热激活对量子隧穿影响的交叉温度以下的WKB指数的数值表达式，以及交叉区附近WKB指数的近似形式。讨论了量子涨落对交叉区以外热激活速率的影响。
Macroscopic quantum tunneling of magnetization explored by quantum-first-order reversal curves (QFORC)
提出了一种研究具有磁滞效应的量子双阱势系统基本问题的新方法。该方法，创造量子一阶反转曲线（QFORC）分析，是由传统的一阶反转曲线（FORC）协议的启发，基于Preisach模型的滞后现象。我们成功地测试了QFORC方法在Mn12Ac分子磁体的特殊磁滞，这是由宏观量子隧穿磁化。QFORC方法允许人们快速地再现实验磁化行为，更重要的是，获得的信息是很难从基于矩阵对角化的通常方法推断。这是可能的分离的热激活和隧穿贡献的磁化变化，以及理解每个实验观察到的磁化曲线的跳跃，并将它们与特定的量子跃迁。
Surface acoustic wave mediated carrier injection into individual quantum post nano emitters
利用声表面波诱导的声-电荷传输来解离光生激子。在宏观距离上，电子和空穴都被注入\emph{sequentially}到远程定位的、隔离的和高质量的量子发射器（自组装量子柱）中。发现该过程是高效的，并且当与在量子柱的位置处的直接光泵浦相比时，在高声功率下表现出改进的稳定性。这些特性分别归因于其中发生电荷传输的宽矩阵量子阱和可用于远程配置中的注入的较大数目的载流子。当SAW的传播方向和量子柱的位置反转时，这种泵浦量子柱的发射由中性激子的复合主导并且完全定向。
Manipulating Magnetization of a Nanomagnet by Surface Acoustic Waves: Spin-Rotation Mechanism
我们表明，嵌入在固体表面的纳米颗粒的磁矩可以切换由表面声波（SAW）在GHz的频率范围内通过一个通用的机制，不依赖于颗粒的结构和衬底的结构。它是基于表面声波引起的表面剪切变形在纳米颗粒坐标系中产生有效的交流磁场。磁化反转经由受控可变频率的表面声子的连续吸收而发生。我们推导出这个过程中的解析方程，并在实际参数范围内数值求解。
Coherent magnetization precession in ferromagnetic (Ga,Mn)As induced by picosecond acoustic pulses
我们表明，一个薄的铁磁（Ga，Mn）As层的磁化强度可以调制的皮秒声脉冲。在这种方法中，皮秒应变脉冲注入到结构中引起磁化矢量M的倾斜，随后是M围绕其平衡取向的进动。这种效应可以用脉冲引起的磁晶各向异性的变化来理解。一个模型，其中只有一个各向异性常数的应变脉冲的影响提供了一个很好的描述所观察到的时间依赖性的响应。
Macroscopic Quantum Tunneling in Small Antiferromagnetic Particles: Effects of a Strong Magnetic Field
研究了强磁场对单轴和双轴各向异性反铁磁小粒子的基态和宏观相干隧穿的影响。我们发现几个隧穿制度，依赖于相对于各向异性轴的磁场的方向。对于纯单轴对称和场沿易轴方向的情况，构造了具有两种不同虚时间尺度的精确瞬子解。对于菱形各向异性，场的效应强烈地依赖于其取向：随着场的增加，隧穿率分别对于平行于易轴或介质轴的场增加或减少。数值模拟的分析结果是补充。
Acoustic Tweezers for Magnetic Skyrmions
针对现有磁性斯格明子驱动方法缺乏单粒子选择性的问题，本文提出声学镊子方案，利用空间扩展声学束实现单个斯格明子的确定性捕获与路由，为高精度拓扑自旋电子学提供非破坏性片上路径。
Magnetic control of flexible thermoelectric devices based on macroscopic 3D interconnected nanowire networks
热电中的自旋相关效应可用于设计更高效的制冷机，并为热能的收集提供新的有前途的应用。关键挑战是设计具有足够高效率和功率输出的结构和成分磁性材料系统，用于将热能转化为电能，反之亦然。在这里，大面积的3D互连的Co/Cu纳米线网络的制造被证明，从而使宏观电子元件的受控珀耳帖冷却与外部磁场。这种柔性的宏观器件克服了纳米级磁性结构由于发电能力不足而限制热管理应用的固有局限性。从适当设计的实验，大的自旋相关的Seebeck和Peltier系数$-9.4$ $μ$ V/K和$-2.8$ mV，在室温下，分别。Co/Cu纳米线网络在室温下的功率因数（$\sim7.5$ mW/K $^2$ m）大于现有热电材料（如BiTe合金）的功率因数，并且在很宽的温度范围内磁功率因数比达到约100%.通过利用柔性宏观纳米线网络的自旋相关热电性质实现热流的磁控制的验证为利用自旋自由度设计可成形热电冷却器奠定了基础。
Interfacing planar superconducting qubits with high overtone bulk acoustic phonons
机械谐振器是一种很有前途的量子位接口，以实现混合量子系统，提供了很大的应用可能性。机械系统可以具有非常长的能量寿命，并且它们可以进一步与其他系统连接。此外，机械振子与量子比特的集成为探索宏观力学自由度的量子物理提供了一个潜在的平台。利用高泛音体声波谐振器耦合到超导量子比特是一个有趣的平台，实现这些目标。这些谐振器表现出高频和高品质因数的组合。它们可以在稀释制冷温度下达到它们的量子基态，并且它们可以通过它们的压电效应与超导量子比特强耦合。在这份报告中，我们展示了我们的系统，其中高泛音谐振器的体声波声子耦合到平面电路结构中的transmon量子比特。我们表明，体声波声子相互作用的量子位在量子水平上的简单的设计架构，代表进一步的进展，对量子控制的机械运动。
Optical probing of Rayleigh wave driven magneto-acoustic resonance
电激励的行进表面声波和磁化的共振相互作用迄今为止已经通过声学部件被探测。在这项工作中，它是使用时间分辨的磁光检测磁化动力学研究。为此，我们开发了一种实验方案，其中激光脉冲既用于产生声波频率，又用于探测磁化动态，从而确保完美的相位锁定。信号的光偏振依赖性使得能够解开弹光和磁光贡献，并获得面内和面外动态磁化分量。磁化进动被证明是完全由声波驱动。它的振幅被示出在相同的领域，我们检测压电的声波的谐振衰减，清楚地证明了具有高灵敏度的磁声共振共振谐振。
Manifestation of the magnetic depopulation of one-dimensional subbands in the optical absorption of acoustic magnetoplasmons in side-gated quantum wires
我们从实验和理论上研究了深台面刻蚀GaAs/Al $_x$ Ga $_{1-x}$ As量子线的远红外吸收。为了克服Kohn定理，我们特别准备了双层导线，并研究了声磁等离子体分支。我们发现的声学等离子体激元的磁场色散中的振荡可以追溯到自洽屏蔽的密度分布在其依赖于磁人口减少的一维子带。
Macroscopic resonant tunneling of magnetic flux
我们发展了SQUID系统中宏观离散量子态之间磁通量共振隧穿的定量理论。该理论基于标准密度矩阵方法。它的新内容包括讨论双阱势存在的两种不同的弛豫机制，以及描述由外部射频辐射驱动的“光子辅助”隧穿。结果表明，在相干磁通动力学的情况下，射频辐射应导致共振磁通隧穿峰的分裂，这表明共振隧穿是一个方便的工具，用于研究宏观量子相干性的磁通。
Macroscopic quantum tunneling in magnetic nanostructures
介绍了磁性纳米结构中量子自旋隧穿问题的理论基础。几个模型的问题被认为是详细的，包括最近的新结果隧道在反铁磁纳米粒子和拓扑非平凡的磁性结构的系统与减少的维度。
Switching the magnetization of magnetostrictive nanomagnets from single-domain to non-volatile vortex states with a surface acoustic wave
我们报道了用从叉指电极发射的表面声波（SAW）操纵在体128° Y切割的钛酸锂上描绘的椭圆形钴磁致伸缩纳米磁体（标称尺寸~ 340 nm x 270 nm x 12 nm）的磁状态。最初被磁化为具有沿着椭圆的长轴指向的磁化的单畴状态的隔离的纳米磁体被调制这些纳米磁体的应力各向异性的表面声波驱动成涡旋状态。纳米磁体保持在涡旋状态，直到它们被强磁场复位到初始单畴状态，使得涡旋状态非易失性。这一现象是建模和解释使用微磁框架，并可能导致非常节能的磁化切换方法的发展。
Macroscopic Quantum Coherence in a Magnetic Nanoparticle Above the Surface of a Superconductor
我们研究了超导体表面上单畴粒子中磁矩的宏观量子隧穿。这样的设置允许人们操纵能垒的高度，保持基态的简并性。计算了超导体中的隧穿振幅和耗散效应。
Macroscopic quantum oscillator based on a flux qubit
本文介绍了一种由悬臂梁形式的磁通量子比特组成的宏观量子振荡器。链接到通量量子位的磁通量和悬臂的机械自由度自然耦合。通过外部磁场控制耦合。引入的磁通量子比特悬臂梁的基态对应于磁通量和悬臂梁位移之间的量子纠缠。
Picosecond acoustic excitation driven ultrafast magnetization dynamics in dielectric Bi-substituted yttrium iron garnet
利用飞秒光脉冲，我们研究了超快磁化动力学诱导的铋取代钇铁石榴石（Bi-YIG）埋在厚的Cu/Pt金属双层的介质膜。我们发现，从Pt表面激发样品发射声应变脉冲传播到石榴石膜。我们发现，这种应变脉冲在铁磁共振的频率下在Bi-YIG中引起相干磁化进动。观察到的现象可以解释通过逆磁致伸缩效应的磁晶各向异性的应变引起的变化。这些发现为复杂异质结构器件中磁性石榴石的磁化控制开辟了新的视角。
Indication for macroscopic quantum tunneling below 10 K in nanostructures of SrRuO3
研究了巡游铁磁体SrRuO 3（Tc~150 K）纳米结构的磁化反转。我们发现，到10 K的磁化反转是由热激活为主。从2 - 10 K，磁化反转变得与温度无关，提高了由宏观量子隧穿（MQT）主导的反转的可能性。一个10 K的交叉MQT是一致的，与非常大的各向异性场（~7 T）的SrRuO 3。
Surface acoustic wave coupled to magnetic resonance on a multiferroic CuB$_2$O$_4$
利用两个叉指换能器（IDT）对多铁性材料CuB $_2$ O $_4$的声表面波（SAW）传播进行了观测. IDT指的周期短至1.6 $μ$ m，因此SAW的频率为3 GHz，这与磁共振的频率相当。在反铁磁相，由于声表面波与CuB $_2$ O $_4$的反铁磁共振的动力学耦合，声表面波的激发强度随磁场的大小和方向而变化。基于对称允许磁弹耦合的微观机理进行了讨论。
Macroscopic quantum coherence in antiferromagnetic molecular magnets
在双子格模型下，研究了在平行于其硬各向异性轴的磁场作用下双轴反铁磁分子磁体中的宏观量子相干性。基于自旋相干态路径积分表象中的瞬子技术，得到了基态隧道分裂的严格Wentzel-Kramers-Brillouin指数和指前因子.我们发现经典路径周围的量子涨落不仅可以诱导一个新的量子相位，以前由Chiolero和Loss（Phys. Rev. Lett. 80，169（1998）），而且对基态隧道劈裂的强度也有很大的影响。这些特征在铁磁分子磁体中显然没有类似物。我们认为它们可能是所有反铁磁分子磁体的普遍行为。分析结果得到了精确对角化计算的补充。
Dynamical Symmetry Breaking in Quasistatic Magnetic Oscillations
最新的微波实验用磁偶极波振荡谱证实了准二维铁氧体粒子的磁矩和磁电性质。本文所发展的理论表明，存在宏观量子拓扑效应。宏观系统的量子相干性是指大量粒子可以在单个量子态中集体合作的情况。这些效应很少通过宏观测量观察到，因为许多状态的统计平均通常掩盖了量子离散性的所有证据。在正常磁化的铁氧体磁盘磁偶极振荡模式演示的哈密顿系统的属性。本文的目的是表明，由于绝热运动过程中的这种哈密顿系统的对称性破缺，磁流，和本征电矩的宏观量子效应。
Spin dynamics in molecular ring nanomagnets: Significant effect of acoustic phonons and magnetic anisotropies
通过对磁环团簇的微观自旋哈密顿量进行全对角化，计算了磁环团簇的核自旋-晶格弛豫速率1/T_1。无论最近邻交换相互作用J是铁磁的还是反铁磁的，只要离散能级的寿命展宽与T^3^成比例，环形纳米磁体中的1/T_1 ^对温度T的关系可以在k_B_T= |J|附近达到峰值。铁磁和反铁磁Cu^II^环的实验结果与磁各向异性以及声学声子的重要贡献再现。
Magneto-Acoustic Waves in antiferromagnetic CuMnAs excited by Surface Acoustic Waves
本文利用GaAs衬底上的表面声波施加动态应变，通过X射线磁线性二色性结合光发射电子显微镜成像，研究了反铁磁CuMnAs中的磁弹效应，观测到微米波长Néel矢量波和高达2.4度的自旋轴旋转，并发现波幅随温度降低而减小。
One of the most fundamental forms of magnon-phonon interaction is an intrinsic property of magnetic materials, the "magnetoelastic coupling". This particular form of interaction has been the basis for describing magnetic materials and their strain related applications, where strain induces changes of internal magnetic fields. Different from the magnetoelastic coupling, more than 40 years ago, it was proposed that surface acoustic waves may induce surface magnons via rotational motion of the lattice in anisotropic magnets. However, a signature of this magnon-phonon coupling mechanism, termed ma…
Aharonov-Casher-Effect Suppression of Macroscopic Tunneling of Magnetic Flux
我们提出了一个系统，其中宏观磁通隧道的幅度可以通过Aharonov-Casher效应调制。该系统是一个RF-SQUID，其约瑟夫森结被布洛赫晶体管取代--两个结被一个小的超导岛隔开，在超导岛上可以通过外部栅极电压感应电荷。当结的约瑟夫森耦合能相等且感生电荷为q=e时，隧穿路径之间的相消干涉使磁通隧穿率为零。该设备也可以用作量子计算的量子比特。
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