Microscopic description of Landau-Lifshitz-Gilbert type equation based on the s-d model
用s-d模型导出了Landau-Lifshitz-Gilbert型方程,其中s电子系统被看作是与局域自旋弱耦合的环境。基于不可约线性响应理论,我们证明了s电子自旋的弛豫函数导致Gilbert型阻尼项,它对应于广义Langevin方程中的延迟电阻函数。吉尔伯特项的欧姆形式源于这样一个事实,即巡回电子系统的响应函数(自旋磁化率)的虚部与低ω区域中的频率(ω)成比例。证实了基于路径积分方法的Caldeira-Leggett理论给出了相同的结果。
2006-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spinor formulation of the Landau-Lifshitz-Gilbert equation with geometric algebra
该研究借助三维几何代数把 Landau-Lifshitz-Gilbert 方程改写为旋量形式,给出无阻尼情形的显式逐分量解、阻尼推广及磁化轴向性质的讨论。
2025-01-07 cond-mat.mes-hall physics.class-ph
Dynamics of a Magnetic Needle Magnetometer: Sensitivity to Landau-Lifshitz-Gilbert Damping
为了获得高精度的磁强计,对单畴磁针在外加磁场${\bf B}$作用下的磁特性进行了分析。我们确定的不确定性$ΔB$这样的设备由于吉尔伯特耗散和相关的内部磁场波动,引起扩散的磁针轴方向${\bf n}$和针轨道角动量。分析了磁针在磁阱中的悬浮及其稳定性。
2018-10-19 cond-mat.mes-hall physics.gen-ph
Reaction diffusion dynamics and the Schryer-Walker solution for domain walls of the Landau-Lifshitz-Gilbert equation
我们研究了由Schryer和Walker得到的畴壁运动方程的动力学性质。简化的方程是一个反应扩散方程之间的角度施加的磁场和磁化矢量。如果难磁化轴各向异性$K_d$比易磁化轴各向异性$K_u$大得多,则在一定范围的应用场中,动力学不选择Schryer-Walker解。我们给出了该区域畴壁速度的解析表达式及其存在条件。
2015-10-16 cond-mat.mes-hall
Unified framework of the microscopic Landau-Lifshitz-Gilbert equation and its application to Skyrmion dynamics
本文基于非平衡格林函数建立微观LLG方程的统一框架,涵盖多种极限情形,并应用于量子参数泵浦驱动的斯格明子动力学模拟。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall
Relativistic theory of spin relaxation mechanisms in the Landau-Lifshitz-Gilbert equation of spin dynamics
从Dirac-Kohn-Sham方程出发,导出了磁性固体在外场作用下自旋角动量的相对论性运动方程。该运动方程可以写成公知的用于谐波外部磁场的Landau-Lifshitz-Gilbert方程的形式,并且导致用于一般的时间相关的磁场的更一般的磁化动力学方程。在这两种情况下,电子自旋弛豫项源于自旋轨道相互作用。因此,我们严格推导出,从基本原理,各向异性阻尼张量的一般表达式,其中示出包含各向同性吉尔伯特贡献以及各向异性伊辛和手性,Dzyaloshinskiii-Moriya样的贡献。自旋弛豫张量的表达式还包括电子带间和带内跃迁。当外加电磁场具有自旋角动量时,自旋矩将产生一个光学自旋力矩。
2016-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adaptively time stepping the stochastic Landau-Lifshitz-Gilbert equation at nonzero temperature: implementation and validation in MuMax3
热涨落在与各种生物医学和其他技术应用相关的微磁研究中发挥着越来越重要的作用。到目前为止,人们认为有必要使用具有固定时间步长的时间步进算法,以便在非零温度下执行微磁模拟。然而,Berkov和Gorn已经表明,通常在求解随机微分方程时出现的漂移项只能影响磁化强度的长度。然而,这个量在随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程的情况下是固定的。在本文中,我们利用这一事实,直接扩展现有的高阶求解器的自适应时间步进算法。我们实现了所提出的方法在免费提供的GPU加速的微磁软件包MuMax 3,并使用它来广泛验证所提出的方法。接下来的优势,具有控制的误差容限,我们报告了20倍的加速而不损失的准确性,当使用所提出的方法相比,到目前为止的最佳实践使用Heun的求解器与一个小的固定的时间步长。
2017-09-06 cond-mat.mes-hall
Discovery and regulation of chiral magnetic solitons: Exact solution from Landau-Lifshitz-Gilbert equation
本文通过几何表示将LLG方程精确映射到可积广义非线性Schrödinger方程,获得手性磁孤子精确时空解,并支持自旋电流调控。
2023-08-16 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Magnetization dynamics: path-integral formalism for the stochastic Landau-Lifshitz-Gilbert equation
我们构建了一个路径积分表示的经典磁矩的耗散动力学的生成泛函所描述的随机推广的Landau-Lifshitz-Gilbert方程提出的布朗,与可能增加的自旋扭矩条款。在笛卡尔坐标系中构造该泛函的过程中,我们批判地重新审视了该随机方程。我们提出了它的形式,适应任何离散化计划感谢包括漂移项。广义方程确保了在没有非势和时间依赖力的情况下磁化模量的守恒和吉布斯-玻尔兹曼平衡的方法。漂移项仅在使用中点Stratonovich公式时才消失。接下来,我们在更自然的球面坐标系中重新设置问题。我们表明,噪声变换非平凡的球坐标获得一个非零的平均值在这个坐标系,一个事实,在文献中经常被忽视。接下来,我们构造生成功能的形式主义在这个坐标系中的任何离散化处方。在笛卡尔坐标或球坐标的功能形式主义应作为一个出发点,研究不同方面的磁铁的非平衡动力学。扩展到色噪声、微磁性和无序问题是很简单的。
2014-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Creation of domain-wall skyrmions in chiral magnets with Landau-Lifshitz-Gilbert dynamics and demagnetization
Henan University(河南大学);University of Southern Denmark(南丹麦大学);Hiroshima University(广岛大学);Keio University(庆应义塾大学)
利用Landau-Lifshitz-Gilbert方程研究手性铁磁系统中孤立体斯格明子被空畴壁吸收的过程,绘制了Bloch型和Néel型DMI下产生、排斥或湮灭的完整相图,并指出不稳定畴壁可产生畴壁斯格明子-反畴壁斯格明子对。
2026-06-11 cond-mat.mes-hall hep-th
Deviation From the Landau-Lifshitz-Gilbert equation in the Inertial regime of the Magnetization
我们详细研究了均匀磁化在铁磁共振(FMR)背景下的惯性动力学。分析预测和数值模拟的完整方程内的惯性Landau-Lifshitz-Gilbert(ILLG)模型。除了通常的进动共振,惯性模型给出了第二个共振峰相关的章动动力学,只要阻尼不是太大。运动方程的解析解同时给出了进动和章动角频率。它们是惯性动力学特征时间$τ$、无量纲阻尼$α$和静磁场$H$的函数。对于章动角频率,发现了一个关于$ατγH$的标度函数,当$ατγH\gg 1$时,对于进动角频率也是有效的。除了直接测量的章动共振峰,我们表明,磁化的惯性动力学的宽度和角频率的进动共振峰时,改变所施加的静态场具有可测量的影响。这些预测可用于实验确定的惯性动力学的磁化强度ILLG模型中提出的。
2014-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Landau-Lifshitz theory of the longitudinal spin Seebeck effect
基于随机Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)唯象理论研究了热偏压诱导的顺磁性金属和铁磁绝缘体之间的自旋角动量转移.磁振子在铁磁体建立一个非平衡稳态平衡声子通过体吉尔伯特阻尼和电子在顺磁通过自旋泵,根据波动耗散定理。亚热磁振子和相关的自旋电流的经典处理,而适当的量子交叉施加在高频磁波动。我们确定了几个长度尺度的铁磁体,其中管理的依赖性的磁性薄膜厚度的热致自旋电流的定性变化。
2013-08-12 cond-mat.mes-hall
Time-retarded damping and magnetic inertia in the Landau-Lifshitz-Gilbert equation self-consistently coupled to electronic time-dependent nonequilibrium Green functions
传统的Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)方程被广泛用于描述局部磁矩的动力学,局部磁矩被视为固定长度的经典矢量,其变化被假设为与原因同时发生。在这里,我们证明了最近开发的[M。D. Petrović { \em等人},{ \tt arXiv:1802.05682}] LLG方程与电子的时间相关量子力学描述的自洽耦合在微观上产生了由也是空间相关的记忆核描述的LLG方程中的时间延迟阻尼。对于局部磁矩的足够慢的动态,存储器内核可以被扩展以提取Gilbert阻尼(与磁化的一阶时间导数成比例)和磁惯性(与磁化的二阶时间导数成比例)项,然而,与常规LLG方程中使用的时间无关参数相比,这些项的参数是时间相关的。我们使用的例子中的单个或多个磁矩旋进的外部磁场,以及场驱动的运动的磁畴壁(DW),量化的差异,其时间演化计算从传统的LLG方程与TDNEF +LLG量子经典混合方法。TDNEG +LLG方法预测的更快的DW运动揭示了重要的量子效应,源于传导电子自旋对经典局部磁矩运动的有限时间,在传统的经典微磁学模拟中缺失。我们还证明了TDNEGF+ LLG计算的数值精确,因此,移动DW和微扰自旋动力公式结合传统的LLG方程计算的相同数量的电荷流泵的非微扰结果之间的巨大差异。
2018-12-06 cond-mat.mes-hall
Solutions to the Landau-Lifshitz-Gilbert equation in the frequency space: Discretization schemes for the dynamic-matrix approach
本文研究频域中LLG方程动态矩阵方法的离散化方案,提出获得动态算符矩阵表示的算法,并利用对称性与基变换大幅缩减动态矩阵规模,同时给出宏自旋、微磁核及磁振子晶体色散关系的应用示例。
2024-04-01 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Optically induced magnetic inertia and magnons from non-Markovian extension of the Landau-Lifshitz-Gilbert equation
University of Delaware(特拉华大学)
本文通过非马尔可夫扩展LLG方程推导出光诱导磁惯性项,揭示了光驱动铁磁体中相干磁子的激发机制。
2025-12-10 cond-mat.mes-hall
An Anisotropic Landau-Lifschitz-Gilbert model of dissipation in qubits
我们推导出一个耗散动力学的微观模型,在相互作用的量子比特耦合到一个热浴,广义的耗散模型的Landau-Lifschitz-Gilbert的情况下,各向异性浴耦合系统。我们表明,耗散的行为,偏向量子轨道向减少相空间。该模型适用于超导通量量子比特系统,其与环境的耦合必然是各向异性的。我们研究的背景下,D-波计算设备的模型,并表明,在这种情况下,环境耦合的形式产生的动力学是密切相关的几个模型提出的唯象的理由。
2016-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhanced Gilbert Damping in Thin Ferromagnetic Films
使用散射矩阵的方法,旋进的铁磁体的磁化被证明转移到相邻的正常金属层的自旋。自旋的这种"泵送“减慢了进动,这与朗道-利夫希茨方程中增强的吉尔伯特阻尼因子相对应。阻尼用铁磁体-正常金属界面的散射矩阵表示,该矩阵可用于模型计算和第一性原理计算。我们对坡莫合金薄膜的估计解释了最近实验中观察到的趋势。
2002-08-14 cond-mat.mes-hall
Derivation of a time dependent Schrödinger equation as quantum mechanical Landau-Lifshitz-Bloch equation
作为经典Landau-Lifshitz-Bloch方程的量子力学模拟,导出了具有横向和纵向弛豫的含时薛定谔方程。从经典的Landau-Lifshitz-Bloch方程出发,进行了向量子力学的过渡,并导出了相应的von-Neumann方程。第二步推导出了时间薛定谔方程。分析证明和计算机模拟表明了所推导的薛定谔方程的正确性和适用性。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microscopic theory of Gilbert damping in metallic ferromagnets
我们提出了一个微观理论的磁化弛豫在纳米尺度的金属铁磁体的动态自旋响应矩阵的基础上存在的自旋轨道耦合。我们的方法允许计算的自旋激发阻尼率,即使是完美的结晶系统,现有的微观方法失败。我们表明,弛豫特性是不完全由横向磁化率单独确定,阻尼率具有不可忽略的频率依赖性在实验相关的情况下。我们的结果表明,标准的Landau-Lifshitz-Gilbert现象并不总是适合描述存在强自旋轨道耦合的金属纳米结构的自旋动力学。
2015-02-06 cond-mat.mes-hall
Amplitude representation of Landau-Lifshitz equation and its application to ferromagnetic films
本文的目的是发展一个系统的方法来解决的朗道-Lifshitz方程的磁振子波函数的解决方案(r),并将其应用到物理现象中的一个薄的铁磁薄膜。本文还介绍了铁磁薄膜的性质以及室温下泵浦诱导磁振子的玻色-爱因斯坦凝聚的最新研究进展。因此,它可以被认为是一个审查的基本原则和在该领域的最新进展。
2023-01-03 cond-mat.mes-hall
Magnetization Dynamics, Gyromagnetic Relation, and Inertial Effects
旋磁关系-即角动量$\vec L$(由惯性张量定义)和磁化强度$\vec M$之间的比例关系-是铁磁体的磁性和惯性之间密切联系的证据。然而,磁偶极子的动力学中不存在惯性(Landau-Lifshitz方程、Gilbert方程和Bloch方程仅包含磁化强度对时间的一阶导数)。为了研究这种矛盾的情况,拉格朗日方法(最初由T。H. Gilbert)在保持任意非零惯性张量的情况下重新讨论。得到了一个推广到惯性区的动力学方程。它示出了如何通常的旋磁关系和著名的朗道-Lifshitz-吉尔伯特方程恢复在动力学极限,即时间尺度以上的角动量的弛豫时间$τ$。
2011-09-30 cond-mat.mes-hall
Spin dynamics and relaxation in the classical-spin Kondo-impurity model beyond the Landau-Lifschitz-Gilbert equation
数值研究了经典自旋在外加磁场和局域交换耦合下与扩展的一维非相互作用传导电子系统的实时动力学。在耦合的电子自旋动力学的延迟效应被证明是在磁场的自旋弛豫的源。在非绝热过程中,总能量和自旋守恒。因此,接近新的局部基态伴随着携带能量和自旋并以费米速度通过晶格传播的激发的色散波包的发射。虽然强交换耦合J的自旋动力学是相当复杂的,并由一个新兴的新的时间尺度,弱J的自旋运动是定期的,定性良好的描述朗道-Lifschitz-吉尔伯特(LLG)方程。然而,量子力学,全量子经典混合动力学不同的LLG方法。这被理解为J中弱耦合微扰理论随着时间的推移而崩溃。此外,它表明,吉尔伯特阻尼参数的概念是病态的一维系统的情况下定义的。
2015-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetization Dynamics in Holographic Ferromagnets: Landau-Lifshitz Equation from Yang-Mills Fields
我们介绍了一种新的方法来理解铁磁体的磁化动力学的铁磁体的全息实现的基础上。从对偶引力理论中的Yang-Mills方程出发,导出了描述磁化动力学的Landau-Lifshitz方程,并利用全息方法研究了全息Landau-Lifshitz方程中自旋波刚度和自旋转移矩随温度的变化.结果与已知的具有传导电子的铁磁体的磁化动力学性质一致。
2019-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el gr-qc