Skyrmion behavior in attractive-repulsive square array of pinning centers
本文通过粒子模型研究混合吸引-排斥钉扎晶格中单个skyrmion的驱动动力学，发现缺陷强度与尺寸可调控方向锁定角度及脱钉阈值，为skyrmion存储和逻辑器件设计提供指导。
2025-10-16 cond-mat.mes-hall
Pinning of thermal excitations at defects in artificial spin-ice dipolar arrays: A theoretical investigation
在这个理论研究中，我们解决了正方形晶格偶极阵列中的缺陷对热激发的影响。从最近的实验中采用的纳米磁体的几何形状[A. Farhan \textit{et al.}，《自然物理学》\textbf{9}（2013）375]，允许在室温下热活化。事实证明，激发可以有效地钉扎在缺陷。此外，可以产生连接一对缺陷的纳米磁体的铁磁串;它们的长度与缺陷的距离和磁基态配置的拓扑结构密切相关。我们讨论了各种类型的缺陷，所有这些都可以通过微结构技术产生。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant pinning spectroscopy with spin-vortex pairs
磁性纳米柱中的涡旋对具有强耦合的芯和通过形态缺陷对芯之一的钉扎，用于执行共振钉扎光谱，其中施加到纳米柱的微波激励仅在激励与芯-芯对的特定初始状态的旋转或回转本征模共振时产生芯的钉扎或脱钉扎。本征模式的频率之间的钉扎和脱钉状态的转移的实验确定和理论解释，并说明了潜在的多核自旋涡旋存储器与共振写入的信息到各种稳定的涡旋对状态。此外，它示出了如何相同的共振光谱技术应用于涡对可以被用作一个敏感的纳米级探针，用于表征磁性薄膜中的形态缺陷。
2018-03-12 cond-mat.mes-hall
Topological Transitions, Pinning and Ratchets for Driven Magnetic Hopfions in Nanostructures
利用原子尺度模拟研究三维磁性hopfion与缺陷阵列的相互作用，发现了钉扎、滑动及向toron转变的相态，并证实不对称缺陷下可产生棘轮效应。
2025-01-31 cond-mat.mes-hall
Edge effect pinning in mesoscopic superconducting strips with non-uniform distribution of defects
纳米尺寸的超导带和超导桥的输运特性是由表面和体钉扎的复杂相互作用决定的。在非常窄的桥的极限情况下，临界电流主要由其表面势垒定义，而在非常宽的带的相反情况下，它主要由其体钉扎特性决定。在这里，我们提出了一个详细的研究的中间制度，其中的临界电流是由随机放置的钉扎中心，并在外部磁场中的超导带的边缘的豆利文斯顿障碍。我们使用含时的Ginzburg-Landau方程来描述临界区的涡旋动力学和电流分布。我们的研究表明，虽然散装缺陷逮捕旋涡运动远离边缘，在其附近的缺陷促进旋涡渗透，从而抑制临界电流。我们确定的空间分布的缺陷优化的临界电流，并发现它是在一般的不均匀和不对称的：在涡流出口边缘的障碍影响的临界电流比涡流入口边缘强得多。此外，这种优化的缺陷分布比均匀无序超导膜的临界电流密度高30%以上。
2018-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Re-entrant pinning of Wigner molecules in a magnetic field due to a Coulomb impurity
利用精确对角化方法研究了二维抛物量子点中磁场诱导的维格纳分子被带电缺陷钉扎的问题。我们发现作为磁场的功能，一个磁场诱导的重定向的WM和一个定性不同的钉扎行为的存在下，一个积极的和消极的库仑杂质的重入钉扎的WM。
2004-05-05 cond-mat.mes-hall
Core Strings and Flux Spreading Near Pinning Centers
在超导涡旋的核心是一个小的圆形区域，在那里超导性被破坏。像一个原子核一样，这个核心可能会变形，这种变形在非平衡状态下会产生重要的后果。利用Ginzburg-Landau理论，我们研究了人工缺陷存在下的涡旋现象。我们表明，当一个漩涡接近附近的缺陷，发生突变，其中涡核开发的"字符串"延伸到缺陷边界，而同时的超电流和相关的磁通量扩散和吞没的缺陷。拉伸弦的能量决定了涡旋的钉扎行为。这些字符串的实验结果进行了讨论。
2001-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Comparing Dynamics, Pinning and Ratchet Effects for Skyrmionium, Skyrmions, and Antiskyrmions
本研究比较了skyrmions、antiskyrmions和skyrmionium与不同缺陷及势场相互作用的驱动动力学，揭示了三者在速度变化、钉扎效应及棘轮效应上的差异，为磁织构的动力学调控提供参考。
2024-12-02 cond-mat.mes-hall
Dynamics of antiferromagnetic skyrmion in absence and presence of pinning defect
反铁磁skyrmion动力学的理论研究对于揭示其物理机制以及理解数值和实验观测结果是必不可少的。在这项工作中，我们提出了一个可靠的理论处理的自旋电流诱导运动的AFM skyrmion钉扎缺陷的存在和不存在。对于一个理想的原子力显微镜系统的缺陷，skyrmion的运动速度作为一个函数的内参数可以推导出的基础上的概念，skyrmion的轮廓符合360畴壁公式，导致明确的描述skyrmion动力学。然而，对于含有缺陷的AFM晶格，skyrmion可以被钉扎，并且脱钉场作为阻尼常数和钉扎强度的函数可以由Thiele方法描述。结果表明，skyrmion轨道的含时振荡对脱钉行为有显著影响。目前的理论提供了一个全面的情况下操纵AFM skyrmion的动力学，为未来的反铁磁体的基础上的自旋电子应用提供信息。
2020-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the Pinning Strength of Magnetic Vortex Cores with sub-nm Resolution
拓扑磁纹理，如涡核或skyrmions的非易失性信息处理的关键候选人。这利用了通常由钉扎对抗的电流脉冲的纹理移动。因此，对钉扎的详细理解是至关重要的，因为以前的实验要么在受控磁纹理定位方面受到限制，要么在空间分辨率方面受到限制。在这里，我们使用自旋极化扫描隧道显微镜跟踪磁涡旋的核心，是故意移动的三维磁场。覆盖约10.000个Fe原子的核心被仅相距几nm的缺陷钉扎。通过参数拟合再现涡旋路径，我们推导出了具有短程排斥和长程吸引部分的墨西哥帽型缺陷的钉扎势。通过与微磁模拟的比较，有吸引力的部分归因于交换相互作用的局部抑制。在亚纳米尺度上推导缺陷诱导钉扎电势的新方法可转移到其他非共线自旋织构，最终实现缺陷配置的原子尺度设计，例如，用于在跑道型装置中可靠地读出。
2020-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Magnetic domain wall pinning in cobalt ferrite microstructures
详细的相关结构，磁性和化学分析的非化学计量比的钴铁氧体微米晶体进行x射线磁圆二色性结合光电子显微镜，低能电子显微镜，原子力显微镜。在纳米级的矢量磁化强度是从不同的X射线入射角的磁图像，并与微磁模拟相比，揭示了存在的缺陷钉的磁畴壁。不同类型的缺陷和畴壁位置的比较表明，在这些微晶钉扎的主要来源是在尖晶石中诱导的岛屿下面的衬底步骤的线性结构缺陷。
2022-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sub-nanoscale atom-by-atom crafting of skyrmion-defect interaction profiles
磁skyrmions是由于其拓扑性质和纳米尺寸的自旋电子器件的信息载体的主要候选人。然而，任何材料固有的不可避免的不均匀性导致skyrmion的钉扎或排斥，类似于生物学概念，定义了skyrmion-缺陷相互作用的表型，在它们的运动中产生复杂性，并挑战它们作为未来信息位的应用。在这里，我们表明，原子的原子制造的多原子缺陷，反铁磁性或铁磁性，允许他们的能量分布，我们建立一个示意性的庞氏正方形的繁殖。根据第一性原理，在Ir（111）表面上的PdFe双层中产生skyrmions，由此产生的相互作用表型是丰富的。它可以是相反的原始一个，并最终是双重钉扎排斥性质产生的能源景观托管多域。这是由堆叠网站，几何形状，尺寸和化学性质的吸附缺陷，控制所涉及的磁相互作用。这项工作提供了新的见解，对破坏性的设备架构的发展，将缺陷纳入其设计，旨在控制和引导skyrmions。
2020-03-11 cond-mat.mes-hall
Effect of hexagonal patterned arrays and defect geometry on the critical current of superconducting films
理解钉扎对超导体中涡旋动力学的影响是控制临界电流值的关键因素。大规模的涡动力学模拟可以提供一个合理的方法来实现这一目标。在这里，我们使用含时的金-朗道方程来研究人工制造的钉扎中心周期性地排列在六角晶格中的超导薄膜。我们计算的临界电流密度为各种几何形状的钉扎中心-改变它们的大小，强度和密度。此外，我们揭示了图案失真的磁场依赖的临界电流的影响。我们比较我们的结果直接与现有的实验测量图案的锗-锗薄膜，获得良好的协议。我们的研究结果提供了重要的系统性的见解钉扎机制，在这些人工钉扎景观，并打开了一条路径，定制超导薄膜所需的临界电流行为。
2017-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The impact of local pinning sites in magnetic tunnel junctions with non-homogeneous free layers
本文通过实验与微磁学模拟研究了局部钉扎位点对磁性隧道结非均匀自由层频率可控性的不利影响，并提出具有非晶自由层的涡旋型磁性隧道结可显著改善频率选择性，为低功耗突触器件设计指明方向。
2023-04-17 cond-mat.mes-hall
Targeted evolution of pinning landscapes for large superconducting critical currents
II型超导体在高磁场下携带大量电流的能力是加速器和紧凑型聚变反应堆的高场磁体未来设计创新的关键要求，并且在很大程度上取决于由材料缺陷组成的涡旋钉扎景观。涡流与可以化学生长的缺陷的复杂相互作用，例如，自组装的纳米颗粒和纳米棒，或通过合成后的粒子辐射引入的，排除了临界电流的先验预测，并可能导致对临界电流的高度非平凡的影响。在这里，我们借用生物进化的概念来创建一个遗传算法不断发展的钉扎景观，以适应涡钉扎，并确定最佳的可能配置的夹杂物为两种不同的情况下：一个进化过程开始从一个原始的系统和一个预先存在的缺陷，以证明潜在的后处理方法，以提高临界电流。此外，所提出的方法甚至更通用，并且可以适用于解决各种其他目标材料优化问题。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Suppression of the Persistent Spin Hall Current by Defect Scattering
研究了在扩散输运体系中存在Rashba自旋轨道相互作用时二维电子气的线性响应自旋霍尔电导率。当缺陷散射由各向同性短程势散射体建模时，由于顶点校正，自旋霍尔电导率消失。非零自旋霍尔效应可以恢复占主导地位的前向缺陷散射。
2004-02-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Pinning of a Bloch point by an atomic lattice
布洛赫点是磁拓扑缺陷。磁晶格的离散性质产生了一个可以固定布洛赫点的周期性势。钉扎力是交换常数的数量级，在典型的铁磁体（坡莫合金）中是几个皮牛顿。包含布洛赫点的畴壁可以具有数十奥斯特的相当大的去钉扎场。
2013-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strength and length-scale of the interaction between domain walls and pinning disorder in thin ferromagnetic films
我们探讨了磁场驱动的运动的磁畴壁具有不同的手征性薄铁磁薄膜的Pt/Co/Pt，Au/Co/Pt，和Pt/Co/Au。从畴壁动力学的分析，我们提取表征畴壁和弱钉扎无序的薄膜之间的相互作用的参数。畴壁结构的变化，控制的面内场，被发现修改的特征长度尺度钉扎在强相关的畴壁宽度，无论它的手征性和畴壁和钉扎缺陷之间的相互作用强度。这些发现也应该是相关的各种各样的弹性界面移动弱钉扎无序介质。
2020-09-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Angle-dependent Magnetoresistance of an Ordered Bose Glass of Vortices in YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-δ}$ Thin Films with a Periodic Pinning~Lattice
超导$_{2}$ O $_{7-δ}$（YBCO）薄膜中的本征无序与超致密三角形晶格的30 nm间距的钉扎中心之间的竞争导致有序的玻色玻璃相涡旋。通过在YBCO薄膜的表面上扫描氦离子显微镜的聚焦光束以形成点缺陷的列，其中超导性被局部抑制，来创建样品。的电压-电流等温线揭示了临界行为和规模在附近的二级玻璃化转变。后者表现出一个明显的峰值，在熔融温度（$T_g$）与施加的磁场（$B_a$）在磁可磁化率场，随着玻璃波动的寿命急剧上升。在恒定的洛伦兹力的几何形状的角度相关的磁阻测量揭示了一个强大的各向异性增加相比，一个原始的参考膜的涡旋的密度相匹配的柱状缺陷。因此，钉扎由平行于柱状缺陷的磁场分量主导，暴露出其一维特征。这些结果支持有序玻色玻璃相的想法。
2023-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Evidence for Primal sp2 Defects at the Diamond Surface: Candidates for Electron Trapping and Noise Sources
金刚石材料是越来越多的先进技术示范的核心，从高功率电子到具有前所未有的灵敏度的纳米级量子生物成像。然而，金刚石在这些应用中的充分利用通常受到金刚石材料表面的不受控制的性质的限制，金刚石材料表面遭受费米能级钉扎并且承载显著密度的电磁噪声源。尽管金刚石晶体表面具有无氧化物和空气稳定的性质，但这些问题仍然存在，这应该是功能化和化学工程的理想候选者。在这项工作中，我们揭示了一个家庭的以前未识别的和几乎无处不在的原始表面缺陷，我们分配到不同的重建表面空缺。这些缺陷的密度与X-射线吸收光谱定量，其能量结构由从头计算阐明，并直接测量其对近表面量子探针的影响。随后的从头计算能带弯曲从这些缺陷表明，它们是费米能级钉扎在大多数金刚石表面的来源。最后，调查进行了广泛的生长后的表面处理，并得出结论，没有一个可以再现地减少这种缺陷密度低于费米钉扎阈值，使这种缺陷的主要候选人作为近表面量子探针的退相干限制噪声的来源。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Magnetic force microscopy versus scanning quantum-vortex microscopy: Probing pinning landscape in granular niobium films
本文介绍了扫描量子涡旋显微镜技术，通过低温磁力显微镜研究磁控溅射铌膜，利用被捕获涡旋作为纳米探针探测钉扎势与晶界，实现了30nm分辨率。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Persistent currents in mesoscopic rings and conformal invariance
在一个简单的紧束缚模型中研究了点缺陷对介观系统持续电流的影响。使用类比与治疗的临界量子伊辛链的缺陷，共形不变性技术涉及的持续电流振幅的哈密顿谱jsut以上的费米能量。由此，电流对磁通量的依赖关系被发现，正是一个环与一个或两个点缺陷。环的非周期性调制，通过一个二进制替代序列产生的持续电流的效果也进行了研究。的流量依赖性的电流被发现之间的斐波那契和Thue-Morse序列显着变化。
1998-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Pinning and gyration dynamics of magnetic vortices revealed by correlative Lorentz and bright-field imaging
拓扑磁织构在各个科学技术领域都有着重要的意义。为了精确控制纳米尺度的磁性，理解宿主材料中固有缺陷的作用是非常重要的。在这里，我们使用传统的和时间分辨的洛伦兹显微镜研究晶粒尺寸在多晶坡莫合金薄膜上的钉扎和旋转轨道的涡核内的磁性纳米岛的影响。为了评估静态钉扎，我们使用面内磁场来移动核心穿过岛，同时记录其位置。这使我们能够产生高度精确的二维钉扎位点的地图。基于这种技术，我们可以生成一个定量的地图钉扎潜力的核心，我们确定为受晶界。此外，我们调查钉扎的动态行为的涡核使用频闪洛伦兹显微镜的影响，利用一种新的光电子源，加速图像采集约两个数量级。我们发现特征的变化，以增加耗散和增强的双稳性的形式在较大的晶粒样品中的涡旋旋转。
2021-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Second generation of vortex-antivortex states in mesoscopic superconductors: stabilization by artificial pinning
在均匀磁场中，超导多边形及其诱导的多涡旋态的对立对称性可能导致在超导/正常态边界附近出现反涡旋（介观约束特别强）。所得的涡旋-反涡旋（V-Av）分子与样品对称性相匹配，但对缺陷和波动极其敏感，并且在实验中仍未被检测到。在这里，我们表明，V-Av状态可以重新出现在超导状态的深处，由于在一个多边形设置的穿孔阵列，围绕一个中心孔。这种状态不再是由样品的对称性引起的，而是由钉扎本身引起的，这阻止了涡旋-反涡旋湮灭。因此，即使是微米大小的，明确间隔的V-Av分子可以稳定在大介观样品。
2009-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A material view on extrinsic magnetic domain wall pinning in cylindrical CoNi nanowires
磁畴壁（DW）运动的速度和可靠性是必须被控制以实现用于逻辑和存储器应用的基于DW的磁性器件的全部潜力的关键参数。一个主要的障碍，这是外在的DW钉扎在特定的网站相关的形状和材料缺陷，这可能是目前，即使样品合成得到很好的控制。了解DW钉扎的起源和减少它是特别可取的电化学沉积的圆柱形磁性纳米线（NW），理论计算预测的迷人的物理测量已被抑制显着的钉扎。通过施加准静态磁场，我们实验研究了$_x$-Ni $_{100-x}$纳米线中的DW钉扎。丝成分随$x=20,30,40$而变化，而微结构通过退火或改变用于沉积的电解质的pH而改变。我们的结论是，钉扎由于晶界是占主导地位的机制，减少与自发磁化强度和晶粒尺寸。二阶效应包括晶格应变的不均匀性和剩余磁晶各向异性。表面粗糙度，位错和杂质预计不会在这些线样品的DW钉扎中发挥重要作用。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superfluid to Mott transition in a Bose-Hubbard ring: Persistent currents and defect formation
在这里，我们重新审视Kibble-Zurek机制的超流玻色子慢慢地驱动整个过渡到莫特绝缘相。利用含时变分原理和树张量网络相结合的方法，我们研究了在32个格点上具有人工经典规范场的一维环形玻色-哈伯德模型中退火过程中的电流.我们发现，超流电流显示，在最初的减少，持续振荡的生存，即使当系统内的莫特绝缘相。我们证明了这种振荡的振幅与剩余能量有关，表征了在跨越量子临界点时产生的缺陷，而它们的频率与莫特绝缘相的谱隙相匹配。我们的预测可以在未来的原子电子学实验中得到验证中性原子在环形陷阱。我们相信，所提出的设置提供了一个有趣的，但简单的平台，研究非平衡量子动力学的持续电流的实验。
2019-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
