Excitation of magnetic precession in bismuth iron garnet via a polarization-independent impulsive photomagnetic effect
除了圆极化相关的逆法拉第效应和线性极化相关的光致磁各向异性外，还发现了铋铁石榴石中磁化强度的非热光学效应，与极化无关.它的脉冲字符证明了所产生的进动，这不能解释由长寿命的光或热引起的各向异性的振幅的字段依赖性。
2015-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Sputtered terbium iron garnet films with perpendicular magnetic anisotropy for spintronic applications
我们报道了磁控溅射法制备的外延铽铁石榴石（TbIG）薄膜的结构、磁性和界面自旋输运性质。通过在高温下或在室温下在钆镓石榴石（GGG）衬底上生长膜，然后在两种情况下均高于750 °C进行热退火，来实现高结晶度。该薄膜显示出由压缩应变引起的大的垂直磁各向异性（PMA），并且通过生长条件或衬底晶格参数的选择来调节结构和磁性。利用Pt/TbIG异质结的温度相关反常霍尔效应（AHE）测量了TbIG薄膜的亚铁磁补偿温度（TM）。在所研究的膜中，发现TM在190-225 K之间，即，X射线光电子能谱学测量表明，该温度比体相温度低约25-60 K，这是由于石榴石晶格中Tb缺陷和氧空位的共同作用。本文报道的溅射TbIG薄膜具有大的PMA和高度可调的性能，可以为广泛的自旋电子学实验和器件应用提供合适的材料平台。
2023-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Robust perpendicular magnetic anisotropy in Ce substituted yttrium iron garnet epitaxial thin films
采用脉冲激光沉积法（PLD）在钆镓石榴石（GGG）衬底上制备了铈掺杂钇铁石榴石（Ce：YIG）外延薄膜。结果表明，与GGG（100）衬底上生长的薄膜相比，GGG（111）衬底上生长的薄膜表现出垂直磁各向异性。磁光克尔效应，体磁化强度和铁磁共振测量证实了开发的PMA。此外，在显示PMA的膜中观察到磁泡畴。的观察结果解释在Ce：YIG薄膜的生长方向和各种磁各向异性项的相互作用。在GGG（111）衬底上沉积的Ce：YIG薄膜中，PMA随薄膜厚度的变化是可调的，并且PMA具有显著的温度稳定性。
2021-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Electric Field Driven Magnetic Domain Wall Motion in Iron Garnet Film
本文报道了磁电铁石榴石薄膜中电场诱导畴壁运动的动态观察。在800 kV/cm电场脉冲中的测量给出了磁畴壁速度~45 m/s。在50 Oe左右的磁场脉冲下，获得了相似的速度，证明了可逆和不可逆的微磁结构转变。这些效应在自旋电子学和磁存储器中有着广阔的应用前景。
2008-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic relaxation in bilayers of yttrium iron garnet/platinum due to the dynamic coupling at the interface
我们发现，在铁磁（FM）/正常金属（NM）双层膜的动态耦合在界面处转移一个额外的磁弛豫的重阻尼运动的传导电子自旋在NM层的FM自旋。而FM弛豫率由于两个磁振子散射和自旋泵随FM膜厚度的增加而迅速下降，由于动态耦合的阻尼不依赖于FM膜厚度。所提出的机制解释了非常大的加宽的铁磁共振线在厚膜的钇铁石榴石后，沉积的Pt层。
2012-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Selection Rules for All-Optical Magnetic Recording in Iron Garnet
寻找一种电子跃迁，其微妙的激发可以引起介质的电，光或磁特性的戏剧性变化，是光致相变领域的长期梦想之一[1-5]。因此，仅通过飞秒激光脉冲[6-10]发现磁化切换引发了关于这些激光诱导变化的机制的激烈讨论。在这里，我们报告的实验揭示的选择规则的偏振和波长的超快光磁纪录在钴掺杂石榴石膜和确定的工作区的参数（磁阻尼，波长和偏振的光）允许这种效果。单脉冲和多脉冲序列下的全光磁开关可以在室温下实现，在窄光谱范围内，光沿着石榴石的晶轴<110>或<100>晶轴偏振。揭示的选择规则表明，负责耦合的光自旋的激发是d-电子跃迁的八面体和四面体Co亚晶格，分别。
2018-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular magnetic anisotropy in insulating ferrimagnetic gadolinium iron garnet thin films
通过简单地改变样品温度，我们对钆铁石榴石（GdIG）薄膜的磁各向异性进行了实验控制。通过SQUID磁强计测量获得的磁滞回线明确地揭示了易磁化轴从面外到面内的变化取决于样品温度。此外，我们证实了这些发现，通过使用温度依赖的宽带铁磁共振光谱（FMR）。为了确定有效磁化，我们利用FMR光谱的固有优势，其允许确定独立于顺磁性衬底的磁各向异性，而磁力测定法确定来自膜和衬底的组合磁矩。这使我们能够定量评估的各向异性和平滑过渡，从平面到垂直磁各向异性。此外，我们还导出了GdIG薄膜的温度依赖性$g$因子和Gilbert阻尼。
2017-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Synthetic antiferromagnetic coupling between ultra-thin insulating garnets
磁绝缘体的使用吸引了很多的兴趣，由于各种各样的自旋相关的现象与潜在的应用自旋电子器件。在这里，我们报告超薄钇铁石榴石（YIG）/钆铁石榴石（GdIG）绝缘双层钆铁石榴石（GGG）。自旋霍尔磁电阻（SMR）和X射线磁圆二色性测量表明，即使在中等的面内磁场中，YIG和GdIG也是反平行的。结果表明，在石榴石基薄膜异质结构中，合成反铁磁体的全绝缘等效物可以为磁性器件中的绝缘体开辟新的场所。作为一个例子，我们展示了一个存储器元件与正交磁化切换，可以通过SMR读取。
2018-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sensitivity of magnetic properties to chemical pressure in lanthanide garnets $Ln_3A_2X_3\text{O}_{12}$, $Ln$ = Gd, Tb, Dy, Ho, $A$ = Ga, Sc, In, Te, $X$ = Ga, Al, Li
本文系统地研究了三维阻挫镧系石榴石$Ln_3A_2X_3\text{O}_{12}$，$Ln$ = Gd，Tb，Dy，Ho，$A$ = Ga，Sc，In，Te，$X$ = Ga，Al，Li的结构和磁性。具有$Ln$ = Gd的石榴石显示出与各向同性Gd $^{3+}$自旋一致的磁行为;对于T $\geq$ 0.4 K，没有观察到磁有序。在0.4 < T < 2.5 K的温度范围内，$Ln$ = Tb，Dy，Ho的石榴石具有磁有序特征，但不同的$Ln$以及不同的$A$和$X$组合的磁有序性质不同。磁行为的变化可以通过调节磁相互作用和单离子各向异性的变化来解释。从等温磁化强度测量中评估磁熵的变化，以确定这些材料中的磁热效应。在Gd石榴石中，在2 K，9 T的磁场下，观察到Gd $_3$ Sc $_2$ Ga $_3$ O $_{12}$的每摩尔磁熵的最大变化（15.45 J K $^{-1}$ mol $_{\text{Gd}}^{-1}$）。DyPDMATHABMU Ga $_5$ O $_{12}$作为磁热材料的性能优于其它具有$Ln$ = Tb，Dy，Ho的石榴石。
2017-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure and finite temperature magnetism of yttrium iron garnet
钇铁石榴石是一种复杂的铁磁绝缘体，具有20个磁振子模，广泛用于磁化动力学的基础实验研究。作为一种过渡金属氧化物，具有中等的间隙（2.8 eV），钇铁石榴石需要仔细处理的电子相关。我们应用准粒子自洽GW来提供电子结构和由此产生的磁性的完全从头算描述，包括磁交换相互作用的海森堡模型的参数化。随后的自旋动力学模型与量子统计扩展我们的描述磁振子谱和热力学性质，如居里温度，发现有利的协议与实验测量。这项工作提供了一个快照的国家的最先进的建模复杂的磁性绝缘体。
2020-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent magnetic damping of yttrium iron garnet spheres
研究了钇铁石榴石球的微波吸收谱随温度（5 K ~ 300 K）和频率（3 GHz ~ 43.5 GHz）的变化关系。在100 K以上的温度下，磁共振线宽随温度线性增加，并显示出吉尔伯特式的线性频率依赖性。在较低的温度下，在恒定的外部磁场的谐振线宽的温度依赖性表现出一个特征峰，这与非吉尔伯特式的频率依赖性相一致。完整的温度和频率演化的线宽可以建模的现象缓慢放松稀土杂质和Kasuya-LeCraw机制或散射与光学磁振子。此外，我们提取的饱和磁化强度，磁各向异性和g因子的温度依赖性。
2017-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Systematic Control of Strain-Induced Perpendicular Magnetic Anisotropy in Epitaxial Europium and Terbium Iron Garnets Thin Films
利用脉冲激光沉积法在Gd_3Ga_5 O_（12）衬底上生长了（001）和（111）取向的外延铁磁绝缘体Eu_3Fe_5 O_（12）（EuIG）和Tb_3Fe_5 O_（12）（TbIG）薄膜，研究了应变诱导垂直磁各向异性（PMA）在宽厚度范围内的可调特性.通过测量沉积在石榴石膜上的Pt中的感生反常霍尔环来确定PMA场。由于正的磁致伸缩常数，压缩面内应变诱导的PMA场为32.9 kOe的4 nm厚的EuIG和66.7 kOe的5 nm厚的TbIG在300 K，并作为石榴石膜厚度的增加非常缓慢地松弛。在由Pt和EuIG或Pt和TbIG组成的双层膜中，由Pt中的平方异常霍尔磁滞回线揭示了稳健的PMA，其幅度似乎仅与铁子晶格的净磁矩有关。此外，EuIG和TbIG的磁致伸缩常数分别为2.7 × 10 ~（-5）和1.35 × 10 ~（-5），与块体晶体的磁致伸缩常数相当。我们的研究结果表明，通过利用调制应变通过外延生长定制稀土铁石榴石的磁各向异性的一般方法。
2018-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of thermal spin pumping by orbital angular momentum of rare earth iron garnet
在铁磁和非磁性金属的双层中，自旋泵浦可以由热梯度产生。自旋电流的产生取决于界面的自旋混合电导和铁磁层的磁性。稀土铁石榴石由于其低的本征阻尼，常被用作自旋塞贝克实验中的铁磁层。然而，它实际上是一个反铁磁耦合磁晶格的亚铁磁，稀土铁石榴石的稀土磁晶格对热自旋泵浦的贡献还不是很清楚。在这里，我们专注于镧系元素的磁性的影响，并表明，稀土铁石榴石的轨道角动量增强热自旋电流产生的镧系元素取代的钇铁石榴石。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Aluminium substituted yttrium iron garnet thin films with reduced Curie temperature
本文通过射频溅射结合非原位退火在YAG和GGG衬底上成功生长了不同Al³⁺取代水平的YAlIG薄膜，发现随取代水平增加饱和磁化强度和磁有序温度均降低至室温以下，为不同磁相的自旋电子学与磁振子研究提供了新材料平台。
2023-07-06 cond-mat.mtrl-sci
First and second order magnetic anisotropy and damping of europium iron garnet under high strain
本研究通过脉冲激光沉积制备不同应变的外延EuIG薄膜，发现其磁各向异性含线性应变依赖的一阶项与二次应变依赖的二阶项，且Gilbert阻尼基本恒定，为自旋电子材料研发提供指导。
2021-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Ill-Behaved Convergence of a Model of the Gd3Ga5O12 Garnet Antiferromagnet with Truncated Magnetic Dipole-Dipole Interactions
以前的研究已经发现，计算认为远程磁偶极相互作用截断在一个有限的截止距离Rc预测假的（非物理的）远程有序相伊辛和海森堡系统的烧绿石晶格。在本文中，我们表明，类似于这两种情况下，使用截断偶极相互作用模型的Gd 3Ga 5 O 12石榴石反铁磁体的计算也预测非物理相位与无公度有序波矢量q_ord是非常敏感的偶极截止距离Rc。
2006-11-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Magnetic equivalent of electric superradiance: radiative damping in yttrium-iron-garnet films
一个密集的独立振子系统，仅通过它们与相同的腔激发模式的相互作用连接，将相干辐射，这种效应被称为超辐射。在某些情况下，特别是当振子密度很高时，超辐射可能主导本征弛豫过程。可以实现该限制，例如，在二维电子气体中的回旋共振。在这些实验中，回旋共振耦合到光的电场，而振荡器密度可以很容易地通过改变栅极电压来控制。然而，在磁性振荡器的情况下，要实现超辐射的主导地位是更棘手的，因为材料参数限制了振荡器密度，并且与光波的磁耦合相当小。本文介绍了钇铁石榴石薄膜的准光磁共振实验。由于实验几何结构的简单性，透射光谱中的固有阻尼和超辐射可以很容易地分离。我们发现，随着薄膜厚度的增加，由于相干辐射的损失占主导地位的系统的内部加宽。
2020-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Angular dependent ferromagnetic resonance of exfoliated yttrium iron garnet film under stress
针对多数钇铁石榴石（YIG）研究聚焦块体或刚性衬底薄膜的问题，本研究从特定衬底剥离YIG薄膜，通过角度依赖铁磁共振建立其磁参数与应力的关系，为柔性YIG薄膜应用提供支持。
2025-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Origin of Perpendicular Magnetic Anisotropy in Yttrium Iron Garnet Thin Films Grown on Si (100)
报道了用脉冲激光沉积技术制备的钇铁石榴石（YIG）薄膜的磁性。在Si（100）衬底上沉积厚度为15 - 50 nm的薄膜。通过铁磁共振谱研究了磁性表征。垂直磁易轴达到50 nm的厚度。我们观察到，垂直各向异性值减少，增加膜厚度。垂直磁各向异性（PMA）的起源归因于YIG薄膜中的织构和晶格畸变。我们期望在硅衬底上垂直磁化的钇铁石榴石薄膜为更便宜和兼容的制造工艺铺平了道路。
2021-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Stuffed Rare Earth Garnets
本研究合成了x≤0.5的填充型稀土镓石榴石，表征其磁结构与性能，发现过量稀土占据八面体位形成无序四面体对，磁矩与居里-外斯常数降低，低温热容积分存在熵缺失。
2023-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Electromagnetic properties of terbium gallium garnet at millikelvin temperatures and single photon energy
用回音壁模式方法研究了铽镓石榴石单晶从室温到毫开尔文温度范围内的电磁特性。微波光谱学在能量上相当于几个光子的低功率下进行，并作为磁场和温度的函数进行。在3.5 K附近检测到一个相变。这是观察到的多个回音壁模式，导致一个突然的负频移和传输的变化，由于额外的损失，在新的阶段所造成的复杂的磁化率的变化。
2017-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Compensation-Like Temperature and Spin-Flip Switch in Strained Thulium Iron Garnet Thin Films: Tuning Sublattice Interactions for Ferrimagnetic Spintronics
本文研究30 nm厚拉伸应变铥铁石榴石（TmIG）薄膜的磁特性，发现类补偿温度（Tcomp-like）和场诱导Tm亚晶格自旋翻转转变，为亚铁磁自旋电子学中亚晶格相互作用调控提供新见解。
2025-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-independent ferromagnetic resonance shift in Bi-doped YIG garnets through magnetic anisotropy tuning
薄石榴石薄膜正成为磁振子自旋电子学和自旋轨道电子学器件的核心，因为它们显示出多功能的磁性以及低磁损耗。这些领域将受益于热不影响磁化动力学的材料，这种效应称为非线性热频移。在本研究中，我们利用脉冲激光沉积法生长出低阻尼的铋取代铁石榴石（Bi：YIG）超薄膜。通过对生长参数的微调，垂直磁各向异性的精确控制允许实现偶极磁各向异性的完全补偿。引人注目的是，一旦生长条件被优化，将生长温度从405 °C改变到475 °C作为唯一的调谐参数，诱导易轴从面外到面内。对于接近偶极补偿的膜，铁磁共振测量产生有效磁化$μ_{0}M_{eff} (T)$，其在大的温度范围（260 K至400 K）内几乎没有温度依赖性，导致各向异性温度指数为2。这些发现使Bi：YIG系统成为极少数磁各向异性的温度依赖性与饱和磁化强度以相同速率变化的材料之一。这种有趣的行为是归因于$Bi^{3+}$的轨道矩相当大的现象。
2023-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear sub-switching regime of magnetization dynamics in photo-magnetic garnets
本文通过实验与数值模拟研究钴掺杂钇铁石榴石薄膜中飞秒激光诱导的非线性自旋动力学，揭示其源于磁能量景观非谐性及立方对称性的关键作用。
2023-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absence of magnetic ordering and field induced phase diagram in the Gadolinium Aluminium garnet
自旋液体相对于小扰动的鲁棒性，以及通过竞争磁相互作用之间的平衡的轻微变化可以解除磁挫折的方式仍然是一个丰富而开放的问题。我们通过对钆铝石榴石Gd $_3$ Al $_5$ O $_{12}$的研究来解决这个问题，这是一种与广泛研究的Gd $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$相关的化合物。我们报告在非常低的温度下的磁性。我们发现，尽管在约300 mK的冻结，没有磁性转变，观察到，表明存在的自旋液体状态下降到最低温度类似于Gd $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$，尽管交换和偶极相互作用之间的比例较大。最后，作为场和温度的函数的相图强烈地让人想起Gd $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$中报道的相图。这项研究揭示了强大的性质的自旋液相Gd离子的石榴石晶格上的Gd离子的烧绿石晶格上的轻微扰动驱动的化合物的磁有序状态的范围内形成鲜明对比。
2018-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant widening of interface magnetic layer in almost compensated iron garnet
在沿易磁化方向取向的磁场中，双子晶格亚铁磁体经历从共线到倾斜的磁相转变。本工作利用磁光法拉第效应研究了生长在Gd $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$衬底上的补偿铁石榴石（Lu $_{3-{\rm{x}}}$ Bi $_{\rm{x}}$）（Fe $_{5-{\rm{y}}-{\rm{z}}}$ Ga $_{\rm{y}}$ Al $_{\rm{z}}$）O $_{12}$薄膜的磁光跃迁。在补偿温度附近，观察到具有复杂形状的过渡的前体。使用一个特殊的样品具有可变的厚度，我们证明了前体的界面起源。钆从衬底扩散到膜中形成具有增强的磁化的薄混合层。它在薄膜中诱导出扩展的不均匀磁结构。由于混合磁性层的易面各向异性，出现了两个台阶形状的前体。我们强调，在接近补偿温度时，薄膜中的非均匀磁化分布的有效宽度极大地增长。
2022-01-01 cond-mat.mtrl-sci
Optical identification of hybrid magnetic and electric excitations in Dy3Fe5O12 garnet
研究了磁介电材料Dy_3Fe_5 O_（12）石榴石在13 ~ 100cm ~（-1）和5 ~ 80 K低温下的远红外光谱。透射率、反射率和旋转分析器椭圆偏振法的组合被用于明确地识别红外模式的偶极活动的类型。除了纯粹的介电和磁模式，我们观察到几个混合模式与混合的磁和电偶极子活动。这些模式起源于Fe和Dy离子的磁矩之间的超交换。使用Mu=/=1的材料的4 × 4矩阵形式主义，我们模拟了实验光谱，并确定了远红外介电和磁导率函数。振子强度Se（m）的匹配条件Mu（Wh）*Se=Eps（Wh）*Sm解释了在反射率中Wh处观察到的某些混合模式的消失。
2011-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Modeling Spin Dynamics in the Singlet Ground State Garnet Ho3Ga5O12
含有非Kramers磁性离子的材料可以显示出不寻常的量子激发，因为在横向磁场中，两个单重态晶体场基态到伊辛自旋的量子模型的精确映射。在这里，我们模型的磁激发光谱的石榴石结构的Ho3Ga5O 12，它具有一个双单重晶场基态。我们使用反应场近似来解释已发表的非弹性中子散射数据[Zhou et al.，Phys.Rev.B78，140406（R）（2008）]，使用包含磁偶极相互作用、双单态晶体场分裂和核超精细耦合的三参数模型。我们的研究澄清了Ho3Ga5O 12的磁哈密顿量，揭示了核超精细相互作用驱动该系统的磁有序，并提供了一个定量分析具有单重晶场基态的材料的磁激发谱的框架.
2019-08-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced magnetocaloric effect from Cr substitution in Ising lanthanide gallium garnets $Ln_3\text{CrGa}_4\text{O}_{12}$ ($Ln$ = Tb, Dy, Ho)
用室温粉末X射线衍射、中子衍射、磁化率、等温磁化强度和热容测量等方法对Cr取代的伊辛型镧系镓石榴石$Ln_3\text{CrGa}_4\text{O}_{12}$（$Ln$ = Tb，Dy，Ho）的晶体结构和体磁性能进行了详细的研究。比较了$Ln_3\text{CrGa}_4\text{O}_{12}$与$Ln_3\text{Ga}_5\text{O}_{12}$的磁热效应（MCE）。在永磁体（$\leq$ 2 T）可获得的较低磁场中，与未取代的$Ln_3\text{Ga}_5\text{O}_{12}$相比，Cr取代大大提高了MCE，$Ln$ = Dy提高了20%，$Ln$ = Ho提高了120%。这可能是由于磁性基态的变化，因为Cr取代也显著降低了伊辛型$Ln_3\text{Ga}_5\text{O}_{12}$的磁晶格中的挫折。
2017-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Erbium-excess gallium garnets
本研究报道了铒过量镓石榴石Er3+xGa5-xO12的晶体结构，发现其存在自旋冰状阻挫反铁磁有序，且残余熵随铒过量增加而增大。
2023-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Magnetically Compensated Nanometer-thin Ga-Substituted Yttrium Iron Garnet (Ga:YIG) Films with Robust Perpendicular Magnetic Anisotropy
研究了纳米级厚度Ga取代钇铁石榴石（Ga:YIG）薄膜的磁特性，发现降低饱和磁化强度可显著增加有效磁化强度，从而实现稳健的垂直磁各向异性，为微调磁子自旋波器件开辟新参数空间。
2025-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic control of Goos-Hanchen shifts in a yttrium-iron-garnet film
研究了垂直入射和斜入射时钇铁石榴石（YIG）薄膜的Goos-Hanchen（G-H）位移。研究发现，MO材料的非互易效应不仅导致垂直入射时反射位移的非零，而且导致斜入射时反射位移和透射位移之间的对称性被打破，产生了与板厚无关的项.在最小反射率和全反射对应的两个特征频率附近，得到了正入射反射位移的渐近行为。此外，还讨论了斜入射时两种负反射位移（NRS）的共存。通过调节外加磁场的大小、入射波的频率、板厚以及入射角，可以实现从正向负位移的反转。此外，我们进一步研究了两种特殊情况下的实际目的：反射移位与全反射和透射移位与全透射。数值模拟也验证了我们的分析结果。
2017-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Short-range Thermal Magnon Diffusion in Magnetic Garnet
利用自旋塞贝克效应（SSE），研究了热自旋电流在磁性绝缘体薄膜中的短程传播距离。我们通过比较在同一器件上添加热化覆盖层之前和之后的SSE信号来消除由温度和化学电势梯度驱动的自旋电流的歧义。我们报告说，测得的自旋衰变行为附近的热源是很好的占扩散模型的磁振子扩散长度是在亚微米范围内，\textit{i.e.}两个数量级小于以前的估计推断从长程行为。我们的研究结果强调了在应用扩散理论来描述热磁振子输运时的警告，其中单个衰变长度可能无法捕获所有长度尺度上的行为。
2020-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Implementation of the magnetic force theorem for large-scale calculations of magnon bands: application to yttrium iron garnet
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
本文提出一种基于磁力定理在q空间中直接计算交换参数的高效方法，无需局域轨道映射，适用于高通量计算，并在钇铁石榴石上验证了其准确性，揭示了不等价交换路径。
2025-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Enhancing Perpendicular Magnetic Anisotropy in Garnet Ferrimagnet by Interfacing with Few-Layer WTe2
铁磁或亚铁磁（FM）薄膜的磁各向异性设计在自旋电子器件中是至关重要的。改变磁各向异性的一种方法是通过FM薄膜的表面。在这里，我们报告出现的垂直磁各向异性（PMA）引起的界面相互作用在异质结构组成的石榴石亚铁磁体，Y3Fe5O12（YIG），和低对称性，高自旋轨道耦合（SOC）过渡金属二硫属化物，WTe2。同时，我们还观察到在WTe2覆盖的YIG区域中吉尔伯特阻尼的增强。界面诱导PMA和吉尔伯特阻尼增强的幅度都没有观察到的WTe2厚度依赖性下降到单个四层，这表明界面相互作用起着关键作用。WTe 2增强FM薄膜中的PMA的能力，结合其先前报道的产生面外阻尼（如自旋扭矩）的能力，使得其对于磁存储器应用是期望的。
2022-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Structures and Spin-wave Excitations in Rare-Earth Iron Garnets near the Compensation Temperature
本文提出一个描述稀土铁石榴石磁伞态的简单模型，在线性自旋波理论和平均场框架下计算自旋波激发，揭示稀土晶体场模式与铁磁矩传播模式的杂化行为及手性变化，为估算REIG中自旋流产生提供依据。
2023-04-21 cond-mat.mtrl-sci
A Magnetization Sensitive Potential at Garnet-Metal Interfaces
我们研究了石榴石和各种金属之间的界面处出现的磁化相关的电压。电压在施加的磁场中是均匀的，并且取决于表面粗糙度和将表面保持在一起的压力。在不同的金属表面之间观察到的大小，符号和磁依赖性的大的变化。一些模式已被确定在测量的电压和一个简单的模型描述，可以容纳的总功能。我们的多晶YIG样品之一的体磁电响应进行测量，并被发现是一致的，在电场和磁场中的自由能是二次项。然而，这样一个术语的存在并不能完全解释测量电压的复杂磁化依赖性。
2010-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetodielectric effects at quantum critical fields in cobalt-containing garnets
本文对两种含钴石榴石NaCa_2Co_2V_3O_（12）和CaY_2Co_2Ge_3O_（12）的磁性和晶体化学性质进行了比较研究。这两个相分别在8K和6K下出现反铁磁有序，在1T和11T附近出现场诱导磁化强度的转变。我们发现这些依赖于场的转变对应于量子临界点，导致反铁磁秩序的抑制，这些转变可以清楚地看到使用磁电容测量。最后，我们进行了详细的晶体化学分析和免费的密度泛函理论计算表明，在本地环境的Co离子的变化是负责两个磁结构和各自的属性的差异。
2018-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Dipolar random field Ising model: an application to garnet films
偶极随机场伊辛模型（DRIM）最近推出的显示行为，可以连接到二维磁介质的磁化。外延磁性石榴石薄膜似乎是这种模型的理想测试材料。在这项工作中，石榴石样品上进行的测量结果，以及与模拟结果的比较所获得的DRYST。结果表明，该模型能较好地描述各种滞回曲线。这种能力并不来自大量参数的微调，而是通过交换和偶极相互作用的相互作用。
1999-07-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Bismuth iron garnet Bi3Fe5O12: a room temperature magnetoelectric material
在室温下用电场控制材料的磁性能的可能性对于现代应用是非常期望的。此外，在单一材料中磁序和电序之间的耦合呈现出广泛的特殊物理性质，例如铋铁石榴石（BIG），可能会导致自旋电子应用领域的巨大进步。特别地，在BIG中磁电（ME）耦合与自旋波的低阻尼的组合可以允许通过磁振子器件中的电场来控制和操纵自旋波。在这里，我们报告的明确观察到的线性磁电耦合在300 K以上的BIG使用铁磁共振技术与电场调制。测得的耦合值是与原型磁电Cr2O3所观察到的。我们的实验结果的基础上，这种线性ME耦合的强度是直接链接到铋离子诱导强自旋轨道耦合的存在下，并出现局部磁不均匀性相关的磁畴结构。BIG中前所未有的磁性，光学和磁电性能的组合预计将引发技术应用和理论研究的重大兴趣。
2017-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Propagating spin waves in nanometer-thick yttrium iron garnet films: Dependence on wave vector, magnetic field strength and angle
我们提出了一个全面的研究纳米厚的钇铁石榴石（YIG）薄膜中传播的自旋波。我们使用宽带自旋波光谱与集成共面波导（CPWs）和微带天线上的连续和图案化的YIG薄膜的顶部，以表征自旋波的波矢高达10 rad/ $μ$ m。所有的薄膜都是通过脉冲激光沉积生长的。从自旋波透射谱，参数，如吉尔伯特阻尼常数，自旋波色散关系，群速度，弛豫时间，和衰减长度推导出和它们的依赖于偏置磁场强度和角度是系统计量。对于40 nm厚的YIG薄膜，我们得到了$3.5 \times 10^{-4}$的阻尼常数和1.2 mm的最大衰减长度。我们的实验揭示了一个强烈的变化的自旋波参数与磁场偏置场和波矢。自旋波性质在高达约30 mT的偏置磁场和高于$θ_{H} = 20^{\circ}$的场角时显著变化，其中$θ_{H} = 0^{\circ}$对应于Damon-Eshbach构型。
2018-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast laser-induced changes of the magnetic anisotropy in a low-symmetry iron garnet film
以生长在（210）取向Gd_3Ga_5O_（12）衬底上的低对称性（YBiPrLu）_3（FeGa）_5O_（12）薄膜为模型介质，探讨了飞秒激光脉冲改变介质铁磁石榴石各向异性的热机制.我们表明，通过光谱磁光泵浦探测技术和唯象分析，在这样的薄膜中的磁化旋进是由激光诱导的生长诱导的磁各向异性的变化以及众所周知的超快逆法拉第效应。磁各向异性的变化是由皮秒时间尺度上任意偏振的激光脉冲引起的晶格加热介导的。我们表明，外部磁场相对于磁化易平面的取向显着影响通过各向异性变化激发的进动。重要的是，来自超快逆法拉第效应的相对贡献和不同生长诱导的各向异性参数的变化可以通过改变所施加的磁场强度和方向来控制。结果，可以逐渐调谐所激励的磁化进动的幅度和初始相位。
2017-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric Control of Domain Walls in a Ferrite Garnet Film
在（210）晶向外延铁氧体石榴石薄膜中观察到电场引起的磁畴边界位移效应。这种效应对于电场（壁位移的方向随着电压的极性而改变）是奇数的，而对于畴内的磁化强度是偶数的。提出了非均匀磁电相互作用可能是产生这种效应的机制。
2008-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Tuning of perpendicular magnetic anisotropy in Bi-substituted yttrium iron garnet films by He$^+$ ion irradiation
本研究通过He+离子辐照实现Bi-YIG薄膜磁各向异性的连续调控，揭示了应力弛豫调控机制，观测到磁泡畴并验证了辐照效应的可退火逆转性。
2024-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-optical hologram lens with microsecond focal switching in magnetic garnet
Research Institute of Electrical Communication, Tohoku University（东北大学电气通信研究所）；Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.（信越化学工业株式会社）
研究基于磁性石榴石薄膜磁全息图的磁光有源透镜，用永磁体阵列创建图案聚焦激光束，通过施加磁场脉冲可逆切换聚焦状态，优化后实现10.8μs切换速度，超传统有源透镜，为超快有源透镜提供概念验证。
2026-07-16 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Induced magneto-transport properties at palladium/yttrium iron garnet interface
由于钯（Pd）的薄层直接沉积在钇铁石榴石或YIG（Y3 Fe 5 O 12）磁性绝缘体膜上，Pd产生了低场和高场磁输运效应，这在单独的Pd或YIG上的厚Pd中是不存在的。Pd的低场磁电阻峰跟踪YIG薄膜的矫顽场，而更大的高场磁电阻和霍尔效应与YIG的体磁化强度没有明显的关系。Pd中的高场磁输运效应是由Pd中的界面局部矩引起的。
2013-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Model of the low temperature magnetic phases of gadolinium gallium garnet
本文研究了零温下钆镓石榴石在外加磁场中的磁行为。对于高场，钆离子的经典自旋模型预测在最小重复单元格的水平上是周期性的自旋配置。通过截断的Holstein-Primakoff变换，轴由经典自旋组态定义的模型的量子版本进行处理，并计算磁振子激发带。该模型预测在$1.9$ - $2.1\mathrm{T}$，敏感的方向所施加的领域，这是由一个或多个磁振子模式成为软场减少的领域范围内的过渡。一般来说，软模发生在无公度波矢处，因此打破了跃迁下方自旋构型的周期性。一个例外发生时，该领域与一个主晶轴对齐，在这种情况下的自旋配置的周期性被发现保持在一个更大的晶体立方细胞，甚至低于过渡。这个简单的情况下进行了更详细的研究。与现有的实验数据进行了比较，并提出了进一步的实验测试的模型。
2021-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Substrate on Spin-Wave Propagation Properties in Ferrimagnetic Thulium Iron Garnet Thin Films
本文研究了GGG和sGGG衬底对TmIG薄膜自旋波传播特性的影响，发现GGG上薄膜支持非互易静磁表面自旋波传播至80 μm，而sGGG上薄膜支持互易前向体自旋波传播至32 μm，为自旋波功能器件设计提供了依据。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin bismuth-yttrium iron garnet films with tunable magnetic anisotropy
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Université Grenoble Alpes, CNRS, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，内耳研究所）；Kyoto University（京都大学）；University of Konstanz（康斯坦茨大学）；Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, CSIC（阿拉贡纳米科学与材料研究所，西班牙国家研究委员会）；Universidad de Zaragoza（萨拉戈萨大学）
通过调节应变和沉积参数，实现超薄BiYIG薄膜的磁各向异性调控，适用于磁性器件和自旋轨道电子器件。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From Film to Flakes: Electronic Properties and Magnetization Variations in Yttrium Iron Garnet
Universität Konstanz（康斯坦茨大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）
本文比较了类似体材的YIG薄膜和亚微米鳞片的电子和磁性特性，揭示了亚微米尺寸下的独特行为，为鳞片基YIG在紧凑型自旋电子器件中的应用提供了前景。
2026-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Tuned Magnetic Anisotropy in Sputtered Thulium Iron Garnet Ultrathin Films and TIG/Au/TIG Valve Structures
通过控制应变来定义亚铁磁绝缘体膜中的面内或面外易轴的磁各向异性，同时保持高质量的表面，对于自旋电子学和磁振子应用是期望的。我们研究的方法来调整非晶溅射的铥铁石榴石（TIG）薄膜的各向异性，从而定制其磁性能的厚度（7.5至60 nm），基板的选择（GGG和SGGG），和结晶过程。我们将形态和结构特性与生长后退火薄膜的磁各向异性关联起来。在600 °C下退火的30 nm厚的膜显示出有利于面内磁各向异性（IPMA）的压缩应变，而在800 °C以上退火的膜处于导致垂直磁各向异性（PMA）的拉伸应变下。空气退火的薄膜呈现出高度的结晶度和接近体值的磁化饱和度。这些结果导致三层TIG/Au/TIG的成功制造，与TIG层之间的耦合取决于Au的厚度。这些结果将有助于使用TIG来创建各种原位清洁的混合结构的基本界面交换的研究，并朝着复杂的设备的发展。此外，溅射技术是有利的，因为它可以容易地按比例放大用于工业应用。
2020-09-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Theory of momentum-resolved magnon electron energy loss spectra: The case of Yttrium Iron Garnet
本文提出了一种理论方法，用于分析STEM-EELS实验中电子束与磁性晶格局域矢量势的电荷依赖相互作用，并以YIG为例展示了其散射矢量依赖性和取向依赖性。
2024-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Barium Hexaferrite Thin Films as a Scalable Magnetic-Insulator Platform for Proximity-Engineered Spintronics
Indian Institute of Science（印度科学学院）；Birla Institute of Technology & Science Pilani - K K Birla Goa Campus（比拉理工学院皮拉尼分校-K K 比尔拉果阿校区）
本研究确立无需应变工程的溅射生长六方钡铁氧体（BaM）薄膜为具有本征垂直各向异性的可扩展磁绝缘体，可用于邻近工程自旋电子学及拓扑异质结构器件。
2026-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Magnon Spin Current Modulation through Site-Specific Doping in a Compensated Iron Garnet
本研究通过锰掺杂钆铁石榴石，调控磁补偿温度并增强自旋塞贝克信号，归因于自旋混合电导增加和磁振子谱修饰，展示了室温自旋电子学应用潜力。
2025-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
