Fluctuation-dissipation theorem and fundamental photon commutation relations in lossy nanostructures using quasinormal modes
我们提供的理论和正式的见解格林函数量子化方法的吸收和色散的空间非均匀介质的背景下，电介质。我们表明，一个基本的格林函数的身份，这似乎，例如，在电磁场的基本对易关系中，在非吸收介质的限制下也成立。我们还演示了如何零点场波动产生一个非零的表面项的配置没有吸收，当使用一个更正式的程序的格林函数量子化方法。然后，我们将所提出的方法应用于最近开发的使用准正规模式的光子量子化理论[Franke等人，物理修订版信函122，213901（2019）]用于嵌入无损背景介质中的有限纳米结构。我们讨论了严格的介电限制的准正规模式运营商的交换关系，并提出了不同的方法来获得它们，连接到非吸收，但开放的谐振器的辐射损耗。我们展示了一个完整的三维光子晶体光束腔，包括无损限制，它支持一个单一的准正规模式和讨论的限制的换向关系消失阻尼（无材料损耗和无辐射损耗）的示例性计算。
2020-08-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetic domain-wall motion twisted by nanoscale probe-induced spin transfer
对于新一代自旋电子器件和磁电子器件，非常需要一种使用电激励来确定性地控制磁序参量的方法。通过连续注入自旋极化电流到磁性纳米结构中来控制磁畴壁的运动，这方面的研究已经取得了很大的进展。然而，107~108 A/cm 2的高阈值电流密度阻碍了这些纳米结构与低能耗技术的集成。此外，在人工制造的纳米结构中，在纳米尺度上精确确定畴壁的位置似乎是困难的。在这里，我们报告了一种方法来操纵一个单一的磁畴壁垂直各向异性的锰氧化物/电介质/金属电容器使用探针诱导的自旋位移。在0.1 V的超低电压下，纳米级磁化针尖向电容器中注入自旋时，强关联的锰氧化物薄膜中发生自旋角动量转移矩，针尖/锰氧化物界面处的阈值自旋极化电流密度约为104 A/cm 2.在电容器中的探针电压控制的畴壁运动演示了一个关键的框架的基本理解的低能耗的纳米磁体系统的操作。
2014-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal fluctuations in antiferromagnetic nanostructures
建立了一个能精确分析反铁磁纳米粒子热涨落效应的理论模型。该方法是基于傅立叶级数表示的随机有效场的物理起源的截止频率在低和高的限制，同时满足波动耗散定理。当与Langevin动力学方程的形式相结合时，它可以用AFM参数描述随机Néel矢量动力学，从而避免了微磁模拟中常用处理方法的任意性。随后应用该模型的自发Néel矢量切换提供了一个AFM状态的热稳定性分析。数值模拟结果表明，AFM态比铁磁态更不容易发生热致意外翻转，表明前者具有更长的保留时间。
2019-02-12 cond-mat.mes-hall
Electromechanics of charge shuttling in dissipative nanostructures
我们调查的电流-电压（IV）特性的模型单电子晶体管的机械运动，受到强烈的耗散，一个小的金属颗粒是可能的。该系统的研究都使用蒙特卡罗模拟，并通过使用分析方法。我们表明，机电耦合的结果在一个高度非线性的IV曲线。对于高于库仑阻塞阈值的电压，发生两种不同的电荷转移机制：在低电压下，系统表现为静态非对称双结，隧穿是主要的电荷转移机制。在更高的电压下，出现到新的穿梭状态的突然转变，其中晶粒在引线之间来回进行振荡运动。在这种情况下，电流主要是由颗粒从一个引线移动到另一个引线时所携带的电荷介导的。
2002-02-08 cond-mat.mes-hall
Epitaxial patterning of nanometer-thick Y3Fe5O12 films with low magnetic damping
具有极低磁阻尼的磁性绝缘体如钇铁石榴石Y3Fe5O12由于其低能量耗散和有效的自旋电流产生和传输而为低功率自旋轨道电子器件打开了大门。我们证明了可靠和有效的外延生长和纳米图案化的Y3Fe5O12薄膜为基础的纳米结构的绝缘Gd3Ga5O12衬底。特别地，我们的制造工艺与常规溅射和剥离兼容，并且不需要可能对氧化物薄膜有害的侵蚀性离子研磨。结构和磁性能表明良好的品质，特别是膜和图案化结构两者的低磁阻尼。动态磁性能的纳米结构的横向尺寸的函数进行了系统的研究。通过与铁磁纳米线结构的比较，通过实验和模拟确定了除了主模式之外的明显的边缘模式，其还表现出在改变线的宽度时与主模式的交叉。动态模式的非线性演化的纳米结构尺寸突出了尺寸限制的重要作用，其材料性能的磁性器件，其中Y3Fe5O12纳米结构作为关键的功能组件。
2015-12-01 cond-mat.mes-hall
Local electron and ionic heating effects on the conductance of nanostructures
纳米结构中电流引起的热量产生和耗散对于理解这些系统的稳定性至关重要。这些效应既有电子-声子相互作用的贡献，也有电子-电子相互作用的贡献。在这里，我们考虑的影响，当地的电子和离子加热的电导纳米系统。具体来说，我们表明，非线性依赖的电导上的外部偏压可以用来推断信息的局部加热的电子和离子。我们比较我们的结果与现有的实验数据在$\mathrm{D}_2$和$\mathrm{H}_2$分子的运输。实验和理论之间的比较是相当不错的接近分子的最低声子模式，特别是对于$\mathrm{D}_2$分子。在更高的偏差下，我们不能排除其他效应的存在，例如，使情况更加复杂的电流感应力。
2008-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Room temperature Planar Hall effect in nanostructures of trigonal-PtBi2
本研究在三角相PtBi2纳米结构中观测到低磁场下直至室温的强耗散平面霍尔效应，归因于费米能附近的韦尔节点，并讨论了其拓扑与平庸起源，强化了材料的拓扑性质及量子几何效应的影响。
2025-10-24 cond-mat.mes-hall
Magnetoasymmetric current fluctuations of single-electron tunneling
我们确定了量子点在外磁场作用下的散粒噪声不对称性。该点与边缘状态耦合，当场反转时，边缘状态会反转其手征性，从而导致纳米结构中的磁不对称电化学势。令人惊讶的是，我们发现一个精确的关系对应的非线性电导和散粒噪声的磁不对称性，以领先的顺序在所施加的偏压，这意味着更高阶的波动耗散关系。我们的计算还显示了转移电荷的全概率分布的磁不对称性。
2009-01-12 cond-mat.mes-hall
Evanescent Orbital Pumping by Magnetization Dynamics Free of Spin-Orbit Coupling
本文报道磁性纳米结构中相干磁化动力学可无需自旋-轨道耦合，通过杂散电磁场与电子轨道耦合，将轨道电流倏逝泵入相邻半导体，并产生轨道霍尔电流，为低耗散轨道电子器件奠定基础。
2025-10-17 cond-mat.mes-hall
Communication and information processing in magnetic nanostructures with edge spin waves
低耗散自旋数据处理是未来信息通信技术的发展方向之一。尽管取得了重大进展，但现有的磁振子器件还不是宽带的，并且具有有限的重定向自旋波的能力。在这里，我们提出了一个突破性的方法，在图案化的磁性纳米结构与不匹配的特性，利用自旋波类似的边缘波沿水壁边界传播的自旋波操纵。本文采用理论、微磁学模拟和实验相结合的方法，研究了面内直流磁场相对于磁结构边缘倾斜时，自旋波沿磁结构边缘的传播。所提出的边缘自旋波克服了先前技术所面临的重要挑战，例如自旋波传播方向的操纵，并且它们大大提高了在超过10 GHz的频率下传输信息的能力。边缘自旋波的概念允许设计广泛的逻辑器件，如分离器、干涉仪或边缘自旋波晶体管，这些器件具有前所未有的特性，并对信息技术产生潜在的强烈影响。
2017-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.app-ph
Suppressed dissipation of a quantum emitter coupled to surface plasmon polaritons
电磁场在金属-电介质界面诱导的表面等离子体激元（SPPs）能够将光限制在远低于传统光学的尺度上，为探索强量子化光-物质耦合提供了理想的系统。在以前的工作中报道的快速物质SPP人口交换使其成为自旋操纵的候选人，但这种可逆的动力学渐近消失，伴随着量子物质完全放松到其基态。在这里，我们研究了量子发射体（QE）耦合到SPP的精确耗散动力学。有趣的是发现，与传统的研究结果有质的不同，即使在有损耗金属的存在下，QE也可以部分稳定在其激发态。我们的分析表明，这是一个QE-SPP束缚态的形成，导致这种抑制耗散。我们的结果丰富了有耗介质中量子效率的退相干动力学，有助于理解量子效率与表面等离子体激元的相互作用，并有助于等离子体激元纳米结构在量子器件中的应用。
2017-04-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Onion-like Fe3O4/MgO/CoFe2O4 magnetic nanoparticles: new ways to control magnetic coupling between soft/hard phases
本研究通过三步高温分解法制备洋葱状Fe3O4/MgO/CoFe2O4核壳纳米颗粒，利用MgO间隔层调控软硬磁相耦合，显著增强矫顽力至5890 Oe并产生交换偏置效应，为磁电子应用提供新途径。
2023-06-19 cond-mat.mes-hall
Hyperspectral electromechanical imaging at the nanoscale: Dynamical backaction, dissipation and quantum fluctuations
本文提出一种扫描纳米机械噪声显微平台，通过热反作用模型揭示单缺陷纳米线结构、热响应、耗散与涨落的关联，发现缺陷作为单涨落中心在电子束激发下产生由量子涨落主导的远离平衡振动状态。
2024-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Enhanced magnon spin current using the bosonic Klein paradox
有效操纵磁振子以进行信息处理是自旋电子学和磁振子学的中心课题。对于具有最小耗散的长距离自旋输运的一个突出挑战是克服磁振子的弛豫并放大它们携带的自旋电流。在这里，我们建议放大磁振子电流的基础上实现玻色子克莱因悖论的磁性纳米结构。这个悖论涉及到磁振子的反粒子，反磁振子的存在通常被磁不稳定性所排除，因为它是负能量的激发。我们表明，通过适当地调整有效耗散通过自旋轨道力矩，磁振子和反磁振子动态稳定。结果发现，入射磁振子在两个耦合磁体之间的界面处的反射系数可以变得大于1，从而放大了反射磁振子电流。我们的研究结果可以导致磁振子放大器器件的自旋电子学应用。此外，我们的发现产生了一个固态平台来研究玻色子粒子的相对论行为，这是基本粒子的一个突出挑战。
2022-02-08 cond-mat.mes-hall hep-th
Exceptional Points in a Parallel Double-Quantum-Dot Josephson Junction Coupled to a Ferromagnetic Reservoir
Shanghai Jiaotong University（上海交通大学）
研究与铁磁库耦合的平行双量子点约瑟夫森结中的例外点，通过积分引线获非厄米描述，发现自旋相关耗散等产生并可调控EPs，多体宇称分析建立联系，计算的约瑟夫森电流验证相关特性，确立自旋选择性耗散和干涉磁通为控制参数。
2026-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum supercurrent transistors in carbon nanotubes
纳米结构中的电子输运受超导引线的影响很大。如果纳米结构和超导体之间的界面足够透明，则由于约瑟夫森效应，无耗散电流（超导电流）可以流过器件。约瑟夫森耦合，通过零电阻超导电流测量，已获得通过隧道势垒，超导收缩，正常金属，和半导体。耦合机制从隧穿到Andreev反射。后一个过程总是通过具有连续态密度的正常型系统发生。在这里，我们研究了通过离散态密度流动的超电流，即，放置在超导电极之间的量子点或人造原子的量子化单粒子能量状态。为此，我们利用有限尺寸的碳纳米管（CNT）的量子特性。通过栅电极，连续的离散能态被调谐为与超导引线中的费米能量共振的ON和OFF，从而导致临界电流的周期性调制以及正常状态下的电导与超导电流之间的非平凡相关性。我们发现，与现有的理论很好的协议，临界电流和正常状态电阻的产品成为一个振荡函数，在以前探索的制度是恒定的。
2006-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Insulating nanomagnets driven by spin torque
磁性绝缘体，例如钇铁石榴石（Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$），由于其低能量耗散和有效的自旋电流产生和传输，是用于超低功率自旋电子学应用的理想材料。最近，人们已经认识到，自旋霍尔效应可以非常有效地驱动微米尺寸的Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$ /Pt异质结构中的自旋动力学。我们在这里演示的Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$ /Pt纳米线的自旋动力学的自旋力矩铁磁共振的激发和检测。通过电子束光刻限定的纳米线通过常规室温溅射沉积在Gd $_3$ Ga $_5$ O $_{12 }$衬底上并剥离来制造。我们观察到类场和反阻尼类扭矩作用于磁化进动，这是由于同时激励奥斯特场和自旋霍尔扭矩。在宽的频率和功率范围内对Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$ /Pt纳米线进行了彻底的研究。我们观察到一个大的变化，在高微波功率的谐振场，这是由于减少有效磁化，由于微波吸收。这些加热效应在所研究的纳米结构中比在可比的微米尺寸的样品中显著得多。通过比较不同的纳米线宽度，磁化动力学的几何约束的重要性变得显而易见：量子化的自旋波模式的宽度的线中观察到的光谱。我们的研究结果是实现基于绝缘体的集成磁振子逻辑器件的第一块垫脚石，其中纳米磁体发挥着至关重要的作用。
2016-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
