具有磁偶极模振荡的准二维铁氧体粒子场的时空对称性破坏

准二维铁氧体圆盘粒子中静磁模的涡旋和手征

Vortices and chirality of magnetostatic modes in quasi-2D ferrite disk particles

在本文中，我们表明，涡旋态不仅可以创建在磁性软的“小”（与偶极和交换能量竞争）的圆柱形点，但也可以在磁饱和的“大”（当交换被忽略）的圆柱形点。与涡旋结构相关的属性变得明显，从分析的限制现象的磁振荡在铁氧体磁盘的磁偶极（非交换相互作用）光谱的主导作用。在这种情况下，标量（静磁势）波函数可以在点的中心具有相位奇异性。一个非零方位角分量的流速演示的旋涡结构。准二维铁氧体圆盘中磁偶极模的手征边缘态保证了涡旋的存在。

磁偶极模涡旋与微波亚波长超材料

Magnetic-dipolar-mode vortices and microwave subwavelength metamaterials

人们对电磁场的亚波长限制产生了极大的兴趣。众所周知，在光学中，由于表面等离子体激元（准静电）振荡，可以获得亚波长限制。在本文中，我们建议实现亚波长限制在微波由于偶极模（准静磁）磁振子振荡铁氧体颗粒。我们的研究微波电磁场和小铁氧体粒子之间的相互作用与磁偶极模（MDM）振荡显示出强烈的电磁能量的本地化。铁氧体圆盘中的MDM振荡是导致坡印廷矢量涡旋和微波近场对称破缺的拓扑奇点的起源。我们表明，新的亚波长微波超材料可以实现基于相互作用的MDM铁氧体磁盘系统。电磁信号在拟议的致密超材料中的体波和表面波传播将以拓扑相位变化为特征。MDM-粒子-超材料概念开辟了一个新的研究领域。特别是，有一个独特的对称性的工程电磁场的创建的角度。

圆盘铁磁粒子磁偶极模振荡的介观量子化性质

Mesoscopic quantized properties of magnetic-dipolar-mode oscillations in disk ferromagnetic particles

铁氧体样品中的磁偶极模式或静磁（MS）振荡的波长远小于相同频率下的电磁波长，同时远大于交换相互作用自旋波长。电磁波和自旋波（交换相互作用）过程之间的这种中间位置揭示了几何效应的非常特殊的行为。最近的研究表明，正常磁化的铁磁圆盘中的磁偶极模振荡的特征是由结构限制引起的离散能级。本文给出了考虑内部直流磁场不均匀性的MS波铁氧体圆片的能谱结果。

准二维铁氧体圆盘粒子的磁电振荡

Magnetoelectric oscillations in quasi-2D ferrite disk particles

在本文中，我们表明，磁偶极模（MDM）振荡的准二维铁氧体磁盘的特点是独特的对称性与拓扑相位导致的外观的磁电（ME）性能。整个铁氧体盘可以表征为一对两个，电和磁，耦合的本征矩。然而，并不存在两个偶极子的“胶合对”。在近场区域中的外部电磁场“查看”这样的ME粒子，作为具有正常取向的本征电矩和面内旋转本征磁偶极矩的系统。

铁氧体薄圆盘静磁模的本征功率流密度涡旋

Eigen power-flow-density vortices of magnetostatic modes in thin ferrite disks

在受限的磁有序结构中，可以观察到磁化涡旋和电磁功率流涡旋。存在拓扑上不同且健壮的状态。本文证明了在正常磁化的准二维铁氧体圆盘中存在磁偶极模振荡的本征功率流密度涡。由于这种循环功率流，振荡模式的特点是稳定的静磁能态和离散的波场的角动量。我们证明了微波谐振腔的电磁场可以激发出静磁模的功率流密度涡旋。从静磁波谱问题的解析解导出的铁氧体圆盘中的功率流密度涡旋结构与数值模拟电磁程序得到的功率流密度涡旋结构之间存在着明显的对应关系。

新型微波器件中的磁电效应

Magnetoelectric Effect for Novel Microwave Device Applications

在正常磁化的薄膜铁氧体磁盘磁偶极模式，可以观察到磁电振荡。这种磁电性质的电小样品可以被认为是非常有吸引力的现象，在微波。本文讨论了基于铁氧体磁电粒子的新型微波器件应用问题。

尖晶石型铁氧体颗粒的微磁学模拟

Micromagnetic simulations of spinel ferrite particles

本文介绍了各种亚微米铁氧体颗粒（圆柱形点）的磁化场{ \it ac}响应（在$2$到$12$ GHz）的模拟结果。本模拟中的铁氧体具有尖晶石结构，在此表示为M $_{1-n}$ Zn $_{n}$ Fe $_2$ O $_4$（其中M代表二价金属），并且所选择的参数如下：（a）对于$n=0$：M = \{ Fe，Mn，Co，Ni，Mg，Cu \};（b）对于$n=0.1$：M = \{ Fe，Mg \}（混合铁氧体）。这些运行代表完整的3D微磁（单粒子）铁氧体模拟。在所有的模拟中，我们都发现了束缚自旋波的存在，并且在M = Mg，Cu铁氧体的主共振峰附近发现了一个复杂的行为.固定M的$n=0$和$n=0.1$情况的比较揭示了在M = Mg铁氧体中光谱的显著变化，但在M = Fe的情况下只有微小的变化。使用Fe $_3$ O $_4$（磁铁矿; $n=0$，M = Fe）单粒子模拟的类似条件，通过$3$粒子阵列进行$3$的附加更大规模模拟。我们发现，Fe $_3$ O $_4$单粒子模拟的主共振峰在相应的3 × 3粒子模拟中被破坏，表明偶极相互作用能够影响该磁性化合物中的主共振峰的程度。

准静态磁振荡中的动力学对称破缺

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。

相互作用磁电粒子的光谱特性

Spectral properties of interacting magnetoelectric particles

线性磁电（ME）效应提供了一个特殊的途径，连接磁和电性能。在微波场中，由于铁氧体颗粒中磁偶极模（MDM）的动力学对称性破缺，出现了局域ME效应。在铁氧体磁盘中的MDM具有明显的经典和量子属性的事实，提出了特殊的要求，用于相互作用的ME粒子的研究方法。耦合粒子的模型应基于MDM振荡的光谱特性和相互作用本征振荡ME元件的重叠积分分析。在本文中，我们提出的理论研究的光谱性质的字面耦合的MDM ME磁盘。结果表明，粒子间存在不同于磁偶极子间静磁相互作用的“交换”机制。本文提出的谱方法可能进一步发展ME“分子”理论和实现局部ME复合。

Magnetoelectric near fields

We consider near field topological singularities originated from magnetic dipolar mode oscillations in ferrite disk particles.

SrFe$_{12}$O$_{19}$/Fe交换解耦硬软复合磁体中因偶极相互作用导致的剩磁增强

Remanence Increase in SrFe$_{12}$O$_{19}$/Fe Exchange-Decoupled Hard-Soft Composite Magnets Owing to Dipolar Interactions

本文研究了SrFe$_{12}$O$_{19}$/Fe硬软复合磁体中偶极相互作用对磁性能的影响，发现尽管两相交换解耦，偶极作用仍使注塑各向异性磁体的剩磁比纯铁氧体提高2.4%，为新型永磁体设计提供了新机制。

Microwave magnetoelectric fields: An analytical study of topological characteristics

The near fields originated from a small quasi-two-dimensional ferrite disk with magnetic-dipolar-mode (MDM) oscillations are the fields with broken dual (electric-magnetic) symmetry. Numerical studies show that such fields, called the magnetoelectric (ME) fields, are distinguished by the power-flow vortices and helicity parameters [E. O. Kamenetskii, R. Joffe, and R. Shavit, Phys. Rev. E 87, 023201 (2013)]. These numerical studies can well explain recent experimental results with MDM ferrite disks. In the present paper, we obtain analytically topological characteristics of the ME-field modes. …

电磁学中真的存在特勒根粒子吗？

Do the Tellegen particles really exist in electromagnetics?

1948年，特勒根提出，将排列的电磁偶极子孪晶组装起来可以构造一种新型的电磁材料。然而，到目前为止，Tellegen媒体的创建问题是一个强烈讨论的主题。一个基本的对称性分析提出了质疑的想法，一个简单的组合两个（电和磁）偶极子实现本地材料与特勒根粒子作为结构元素。在本文中，我们表明，在他的搜索源与当地结的电和磁性能不能依赖于小电磁散射体的诱导参数。无近场电磁结构和点电荷的经典运动方程为实现具有局域结的电磁特性的源提供了物理基础。我们提出了一个假设，即局域磁电（ME）粒子应该是具有本征模振荡谱和非经典对称性破缺效应的物理对象。我们的研究令人信服地证明了这一假设。我们表明，准二维铁氧体磁盘磁偶极模式振荡的特点是独特的对称性与拓扑相位导致外观的ME属性。整个铁氧体圆盘可表征为具有本征电矩和磁矩的组合系统。这种粒子附近的场具有特殊的对称性。

微波近场螺旋度及其在物质-场相互作用中的作用

Microwave near-field helicity and its role in the matter-field interaction

在前文中，我们用解析方法证明了在微波场的无源亚波长区域中，存在时变电场和磁场之间的局部耦合的场结构，这种耦合不同于规则自由空间电磁波中的电磁耦合。作为这样的近场的源，有一个小的准2D铁氧体磁盘的磁偶极模（MDM）谱。源自MDM铁氧体颗粒的近场的特征在于拓扑上独特的结构的功率流涡，非零螺旋度，和扭转自由度。本文对微波近场螺旋度及其在物质-场相互作用中的作用进行了数值和实验研究。我们表明，一个可以区分不同的微波近场螺旋度参数为不同的介电样品加载铁氧体盘传感器的介电常数。我们分析了场的拓扑结构对螺旋度性质的影响。我们证明了MDM光谱和近场螺旋度参数的负载样品的对映体性质的依赖性。

微波磁电场

Microwave magnetoelectric fields

我们证明了在无源微波场的亚波长区域中，时变电场和磁场之间存在不同于规则传播的自由空间电磁波中的电磁耦合的局部耦合场结构。为了将这种场结构与常规的电磁场结构区分开来，我们将其称为磁电场。研究了微波电磁场近场的结构和守恒律。我们表明，存在微波ME近场的源-ME粒子。这些粒子是由小的准二维铁氧体磁盘磁偶极振荡光谱。近场起源于这样的粒子的特点是拓扑独特的功率流涡，非零螺旋度，和扭转自由度。我们的研究微波ME近场结合在两个连续的文件。本文给出了铁氧体颗粒内外电场和磁场性质的理论背景，并给出了磁偶极振荡谱导致微波ME近场出现的原因。基于所获得的ME近场结构，我们讨论了在人工电磁材料中观察到的所谓ME相互作用的影响。在接下来的论文中，我们代表了微波ME近场及其与物质的相互作用的数值和实验研究。

反铁磁体中的时空宇称破坏和磁电相互作用

Space-Time Parity Violation and Magnetoelectric Interactions in Antiferromagnets

研究了时空宇称违反的反铁磁材料的性质。特别注意的是铋铁氧体BiFeO3铁电磁体。这种材料与其他反铁磁体的区别在于，在其晶体和磁性结构中不存在反转中心。这种情况下产生的多样性和不寻常的属性，即，空间调制的自旋结构的外观和线性磁电效应与弱铁磁矩共存的独特可能性。磁感应相变的调制自旋结构的抑制和外观的一些新的和不寻常的效果被认为是伴随着。这些是线性磁电效应和出现的一个环矩和一个弱铁磁矩的磁电性质。

偶极磁振子与磁电腔极化激元的量子化轨道角动量

Quantized orbital angular momentums of dipolar magnons and magnetoelectric cavity polaritons

本文研究三维受限磁绝缘体中偶极磁振子的量子化轨道角动量及其与电极化序耦合形成的磁电态，揭示时间反演与空间反演对称性同时破缺特性，为亚波长磁电量子发射器实现提供理论基础。

利用扫描NV磁强计探测人工自旋冰中的纳米尺度偶极场

Nanoscale Dipolar Fields in Artificial Spin Ice Probed by Scanning NV Magnetometry

本文利用扫描NV磁强计研究不同晶格常数的人工自旋冰，通过荧光猝灭成像和cODMR结合微磁建模，揭示了晶格常数对偶极耦合场和冰规则违反的影响，为磁振子学与自旋电子学器件设计提供依据。

超表面的旋磁感应透明

Gyromagnetically Induced Transparency of Meta-Surfaces

我们证明，违反时间反演（TR）对称性的存在下的旋磁基板可以产生类似的电磁感应透明金属超分子。这种旋磁感应透明（GIT）的最简单的实现在一个元表面组成的阵列的谐振天线对放置在一个旋磁基板上，并由一个正常入射的电磁波照射进行了分析。由磁场引入的TR对称性破缺使得超分子双各向异性，并且在超分子的原本未耦合的电偶极共振和磁偶极共振之间引起光谱尖锐的Fano干涉。所施加的磁场导致通过另外的反射元表面的尖锐透射峰。我们发现，对于斜波入射，单向GIT可以通过空间色散和TR对称性破缺的组合来实现。这些理论上预测的现象为非互易开关和隔离器铺平了道路，这些开关和隔离器可以由电流动态控制。