Brownian motion of magnetic domain walls and skyrmions, and their diffusion constants
扩展的数值模拟能够确定在有限温度下的手性壁和skyrmions在超薄模型Co层表现出对称的海森堡以及反对称的Dzyaloshinskiii-Moriya交换相互作用的扩散行为。壁和skyrmions的布朗运动示出服从显着不同的扩散规律作为阻尼参数的函数。拓扑结构相关的skyrmion扩散抑制与消失的阻尼参数,虽然已经记录,被证明是有限的超小skyrmion的大小,或等效地,超低的阻尼系数,可能会妨碍观察。
2018-06-08 cond-mat.mes-hall
Effects of non-adiabaticity on the voltage generated by a moving domain wall
我们确定由场驱动的畴壁产生的电压,考虑到非绝热修正的动力诱导的时间相关的自旋贝里相位。扩散和弹道输运制度被认为是。我们发现,非绝热修正,以及由于自旋弛豫的贡献,确定驱动场小于沃克击穿极限的电压。
2008-09-12 cond-mat.mes-hall
On the Newtonian origin of the spin motive force in ferromagnetic atomic wires
我们数值证明了自旋载流子在依赖于时间和空间的内场中运动时,自旋动力的存在。这是具有旋进畴壁的一维线中的电子的情况。这种效应可以单独通过考虑绝热动力学来解释,并且对于经典和量子系统都存在这种效应。
2007-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of spin diffusion on current generated by spin motive force
自旋动力是由磁化动力学引起的传导电子上的自旋相关力。为了研究其对磁化动力学的影响,考虑自旋积累、自旋扩散和自旋翻转散射是必不可少的,因为自旋动力学通常是不均匀的。我们研究所有这些的影响的方式自旋动力产生的电荷和自旋电流在传统的情况下,传导电子自旋弛豫动力学比磁化动力学快得多。当自旋相关的电场是空间局域的,这是在实验中常见的情况下,我们发现,由于抵消效应的扩散电流的自旋动力的保守部分是无法产生的电荷电流。我们还发现自旋流是自旋动力的非定域函数,可以用非定域吉尔伯特阻尼张量有效地表示。结果表明,任何与自旋无关的势,如库仑势,都不影响我们的主要结果。在本文的最后部分,我们将我们的理论应用于电流感生畴壁运动。
2011-08-21 cond-mat.mes-hall
Spin motive force induced by Rashba interaction in the strong sd coupling regime
研究了在传导电子与局域自旋之间存在强sd相互作用的情况下,Rashba相互作用诱导的自旋动力。的动力计算的基础上的微观形式主义通过评估的电流密度的时间导数。结果表明,有两个动力,一个正比于$\EvR\times\dot{\nv}$,另一个,垂直分量,正比于$\EvR\times(\nv\times\dot{\nv})$,其中$\EvR$和$\nv$是Rashba电场和局域自旋方向,分别。第二种类型出现在强sd耦合制度的自旋弛豫。自旋弛豫的垂直分量的出现可以从与电流引起的力矩的类比来理解。在畴壁运动的情况下,这两个贡献的自旋动力是相同的数量级,而第一项占主导地位的情况下,旋进的均匀磁化。我们的结果解释了外观的垂直分量在弱sd耦合极限,最近讨论的自旋阻尼的上下文中。检测均匀磁化进动引起的交流电压作为薄膜和导线中Rashba相互作用的实验证据。
2012-11-22 cond-mat.mes-hall
Inverse Spin Hall Effect Driven by Spin Motive Force
自旋霍尔效应是电场感应自旋霍尔电流的现象。在这封信中,我们研究的逆效应,在铁磁导体,电荷霍尔电流是由自旋动力,或自旋相关的有效“电场”${\bm E}_{\rm s}$,所产生的磁化织构的时间变化引起的。通过考虑由于杂质处的自旋-轨道相互作用引起的斜散射和侧跳过程,我们得到霍尔电流密度为$σ_{\rm SH} {\bm n}\times{\bm E}_{\rm s}$,其中${\bm n}$是局部自旋方向,$σ_{\rm SH}$是自旋霍尔电导率。与由于普通电场引起的常规反常霍尔效应相比,由于自旋动力引起的霍尔角被增强了$P^{2}$的因子,其中$P$是电流的自旋极化。霍尔电压估计的场驱动的畴壁振荡的铁磁纳米线。
2009-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Brownian Motion and Entropic Torque Driven Motion of Domain-Wall in Antiferromagnets
在经典的单轴各向异性自旋模型下,利用微磁学模拟方法研究了温度梯度作用下反铁磁纳米线的自旋动力学。详细讨论了由熵矩驱动的畴壁运动和布朗运动,它们的竞争决定了反铁磁畴壁向较热或较冷区域的运动。此外,反铁磁体中的自旋动力学可以很好地通过各向异性和温度梯度来调节。因此,本文不仅加强了在早期作品中获得的主要结论[Kim等人,Phys.Rev.B92,020402(R)(2015); Selzer等人,物理修订版信函117,107201(2016)],但更重要的是分别给出了这些结论适用的具体条件。我们的研究结果可以为反铁磁自旋电子学的实验和存储器件的设计提供有用的信息。
2018-02-15 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Topological spin transport by Brownian diffusion of domain walls
我们提出热填充畴壁(DW)在易平面铁磁绝缘体作为两种金属之间的强大的自旋载流子。作为拓扑电荷的DW的手性通过自旋转移矩耦合到金属自旋累积,并导致DW在界面处的手性依赖的热成核速率。在具有特定(净)手性的过填充DW扩散并在另一界面处离开铁磁体之后,它们通过自旋泵浦重新发射自旋电流。拓扑荷守恒支持自旋输运随铁磁体长度增加而代数衰减;这类似于超流自旋输运的衰减行为,但与磁振子自旋输运的指数衰减形成对比。我们设想,类似的自旋运输与代数衰变可以实现在材料与异国情调的自旋相位利用拓扑特性和相关的守恒量的激发。
2015-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral gauge field in fully-spin polarized Weyl semimetal with magnetic domain walls
本文从理论上研究了全自旋极化外尔铁磁体 Co3Sn2S2 中磁畴壁诱导的手性规范场,发现其可产生高达数百特斯拉的巨大手性磁场并引发朗道量子化,为理解畴壁运动相关的电荷泵浦等输运现象提供了新机制。
2024-03-14 cond-mat.mes-hall
Spin torque due to diffusive spin current in magnetic texture
我们提出了一个微观理论的自旋力矩由于自旋积累诱导的扩散自旋电流。所得到的表达式是现有表达式的自然扩展,这是由于与普通电流相关的“局部”自旋电流,并且是最近研究的诱导电荷积累的自旋动力的倒数[J.Shibata和H. Kohno,Phys.Rev.B84,184408(2011)]。将结果应用于非局域自旋注入系统中的畴壁运动,并计算了扩散自旋流引起的转矩和力。
2012-12-11 cond-mat.mes-hall
Current driven second harmonic domain wall resonance in ferromagnetic metal/ nonmagnetic metal bilayer: a field-free method for spin Hall angle measurements
研究了交流电流驱动的双层铁磁金属(FM)/双金属(NM)纳米线中的畴壁运动。用包含所有自旋转移力矩的修正Landau-Lifshitz-Gilbert方程的解描述了自旋霍尔效应存在时畴壁的运动。我们发现,除了已知的第一谐波激励的磁畴壁中心的第二谐波频率响应。与磁性薄膜中自旋-轨道转矩的谐波霍尔测量中实验观察到的二次谐波响应相反,该二次谐波响应直接源自自旋-轨道转矩驱动的畴壁动力学。基于由畴壁动力学产生的自旋电流,确定跨纳米线长度的纵向自旋动力产生的电压。二次谐波响应引入了一种新的实用的无场和全电的方法来探测FM/NM双层结构的有效自旋霍尔角,可以应用于实验。我们的研究结果还表明,利用FM/NM双层结构的磁畴壁为基础的自旋力矩信号发生器和谐振器的能力。
2017-10-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin and charge pumping by steady or pulse current-driven magnetic domain wall: A self-consistent multiscale time-dependent-quantum/time-dependent-classical approach
我们引入了一个多尺度框架,它结合了时间相关的非平衡格林函数(TD-NEGF)算法,线性缩放的时间步长的数量和描述量子力学传导电子的存在下,随时间变化的字段的任意强度或频率,经典的时间演化的本地化磁矩描述的Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)方程。TD-NEGF+LLG框架可以应用于各种问题,其中电流驱动的自旋力矩诱导磁矩的动力学作为下一代自旋电子学的关键资源。以磁畴壁(DW)为例,我们预测其运动将泵送与时间相关的自旋和电荷电流(在通过正常金属引线注入的未极化DC电荷电流的顶部驱动DW运动)。通过逆自旋霍尔效应将自旋电流的AC分量(其幅度随着DW接近(远离)正常金属引线而增大(减小))转换为AC电压提供了一种精确跟踪DW沿磁性纳米线的位置的工具。我们还量化了DW瞬态惯性位移,由于其加速和减速的脉冲电流和所需的自旋和电荷泵。最后,TD-NEGF+LLG作为非微扰(即,数值精确)框架允许我们建立所谓的自旋动力(SMF)理论的有效性的限制泵的电荷电流的时间相关的磁纹理-SMF理论的微扰解析公式变得不适用于大的频率(但不现实的磁系统),更重要的是,增加非共线性时,相邻的磁矩之间的角度超过$\simeq 10^\circ$。
2018-08-09 cond-mat.mes-hall
Radial fluctuations induced stabilization of the ordered state in two dimensional classical clusters
用布朗动力学和朗之万分子动力学模拟研究了二维经典粒子团簇的熔化。粒子被一个圆形硬壁或一个抛物线形的外部势所限制,并通过一个偶极子或一个屏蔽库仑势相互作用。我们发现,随着粒子间相互作用强度的降低,具有短程粒子间相互作用的团簇被硬壁限制在其取向顺序中表现出重入行为。
1999-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Landau-Lifshitz theory of the thermomagnonic torque
在随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程的框架下,我们推导出了与温度梯度下的光滑磁织构相关的热磁转矩。我们的方法在平等的基础上捕获了两个不同的贡献:(1)由有效交换场的温度依赖性引起的局部熵矩,其存在先前已基于数值方法提出;(2)由热致磁振子流引起的众所周知的自旋转移矩。两个扭矩的耗散分量具有相同的结构,遵循一个共同的现象,但相反的迹象,与两倍大的熵扭矩导致畴壁运动向较热的区域。我们比较了最近提出的布朗热泳的扭矩驱动的畴壁运动的效率。
2015-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el