Strong g-Factor Anisotropy in Hole Quantum Dots Defined in Ge/Si Nanowires
我们展示了基于未掺杂的Ge/Si核壳纳米线异质结构的一维空穴系统中完全可调的单量子点和双量子点。通过在5个周期为80 nm的顶部栅电极上施加电压来控制沿纳米线的局部空穴密度，所述顶部栅电极通过20 nm厚的HfO_2介质膜与纳米线绝缘。低温输运测量用于研究单个量子点中的库仑阻塞峰的磁场依赖性，并指示强各向异性g因子，其中|g_para| = 0.60 +/- 0.03且|g_perp| < 0.12。
2007-06-19 cond-mat.mes-hall
$g$-factor anisotropy in nanowire-based InAs quantum dots
半导体量子点中电子$g$因子的确定和控制是现代自旋电子学和基于自旋的量子计算概念的基本前提。我们研究了无堆垛层错InAs纳米线上两个金属接触之间形成的量子点中的$g$因子对外部磁场取向的依赖关系。我们从近藤共振的分裂中提取$g$因子，发现它在$|g^*| = 5$和15之间的范围内连续变化。
2013-09-03 cond-mat.mes-hall
Analytic theory for the switch from Bloch to Néel domain wall in nanowires with perpendicular anisotropy
矩形纳米线可以具有成核的畴壁，并且通过它们移动以实现许多器件。已经表明，在具有垂直各向异性的纳米线的特定宽度和厚度处，存在从布洛赫型畴壁到尼尔型畴壁的切换。这种临界形状可以通过微磁学模拟找到，但在这里，我们提出了一个分析计算的能量的两种类型的壁涉及两个迭代的退磁能量密度。开发的表达式很长，但具有的优点是，通过简单地输入磁性材料的材料参数，可以使用计算器在几秒钟内找到临界形状。我们将我们的结果与使用微磁学和实验发现的结果进行了比较，一致性良好。
2015-10-26 cond-mat.mes-hall
Anisotropy of the spin-orbit coupling driven by a magnetic field in InAs nanowires
我们使用$\mathbf{k} \cdot \mathbf{p}$理论和包络函数方法计算了半导体纳米线在不同取向的磁场作用下产生的Rashba自旋轨道耦合，并考虑了典型纳米晶体的棱柱对称性.我们的情况下，强自旋轨道耦合的InAs半导体纳米线和调查的自旋轨道常数相对于场方向的各向异性。在垂直于纳米线的足够高的磁场下，场的轨道效应和纳米线的棱柱对称性之间的相互作用导致6倍各向异性。打破纳米晶体的本征对称性的背栅电势耦合到磁场，引起2倍各向异性，其中自旋-轨道耦合取决于两个场的相对取向而被最大化或最小化。我们还调查了线内场的配置，这表明一个平凡的2倍对称性时，该字段是旋转的轴。然而，各向同性自旋轨道耦合恢复，如果施加足够高的栅极电位。我们的计算结果表明，同意最近的实验分析相同的纳米材料的自旋-轨道耦合的矢量字符，后者提供了一个微观解释。
2020-11-20 cond-mat.mes-hall
Anisotropy engineering edge magnetism in zigzag honeycomb nanoribbons
研究表明，锯齿形蜂窝状纳米带具有很好的边缘磁性。本文采用两种大尺度量子蒙特卡罗模拟方法研究了锯齿形蜂窝纳米带中各向异性对边缘磁性的影响。锯齿形蜂窝纳米带中的各向异性由一个方向上的最近邻跳跃积分$t_{1}$和另一个方向上的最近邻跳跃积分$t_{2}$的比率表征。考虑到电子-电子相关性，研究表明，随着$t_{2}/|t_{1}|$从$1$增加到$3$，边缘铁磁性大大增强，这不仅为控制这种磁性提供了途径，而且为进一步探索新纳米材料的新磁性提供了有益的参考.
2019-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Role of shape anisotropy on thermal gradient-driven domain wall dynamics in magnetic nanowires
本研究探究热梯度下不同形状各向异性磁性纳米线的畴壁动力学，揭示磁振子角动量传递机制，解释阻尼与畴壁速度的反常关系，为自旋电子器件研发提供参考。
2022-10-15 cond-mat.mes-hall
Enhancement and anisotropy of electron Lande factor due to spin-orbit interaction in semiconductor nanowires
本文通过k·p理论和包络函数方法推导了含Rashba自旋-轨道耦合的半导体纳米线导带哈密顿量，揭示了有效朗德因子因轨道效应而显著增强并呈现各向异性，并在InSb纳米线中阐明了其与磁场方向相关的二重对称性机制。
2024-01-16 cond-mat.mes-hall
Magnetization distribution and domain wall dynamics in nanotube with surface anisotropy
通过数值模拟确定了纳米管或纳米线表面附近的磁化振荡周期，该周期受表面磁各向异性的影响，是纳米线几何形状和材料参数的函数。在外加磁场中，头对头畴壁沿纳米线轴向的静止运动可以观察到跳跃模式。发现跳跃模式下畴壁的平均速率比不存在表面各向异性时畴壁的稳态速度小几倍。
2016-04-12 cond-mat.mes-hall
Diversity of anisotropy effects in the breakup of metallic FCC nanowires into ordered nanodroplet chains
我们已经分析了所表达的表现形式的表面能密度的各向异性的动力学的纳米线，打破成脱节的集群时，退火低于其熔化温度。断裂过程中的不同温度和取向的纳米线轴相对于其内部的晶体结构使用Monte Carlo动力学方法进行了研究。我们还提出了一个近似的分析模型的不稳定性的纳米线。通常，实验结果的解释是指由Nichols和Mullins的理论模型，这是基于液体射流的瑞利不稳定性的概念。在这两种情况下，不考虑表面能密度的各向异性的理论预测具有半径r的纳米线/液体射流分裂成具有平均长度Λ= θ r的碎片。然而，观察到的值Λ/r经常偏离9，要么偏离到更低的值，要么偏离到更大的值（高达24-30）。我们的结果解释了各种观察到的破碎的特点和显着的变化，其参数的值取决于实验条件。特别是，由纳米线的表面的原子与周围的自由原子层形成的结果，他们相当密集的升华，这发生在许多情况下，交换的模棱两可的作用进行了研究。我们已经证明，这种交换既可以导致参数Λ/r的减小，也可以导致参数Λ/r的显著增大。所获得的结果可能是潜在的应用，如基于有序纳米颗粒链的光波导的发展有用。
2020-03-26 cond-mat.mes-hall
Confined dissipative droplet solitons in spin-valve nanowires with perpendicular magnetic anisotropy
磁耗散液滴是在具有垂直磁各向异性的纳米接触自旋阀中激发的局域化的强非线性动力学模式。这些模式在磁存储和计算的纳米结构中找到了潜在的应用，但耗散液滴的研究迄今为止仅限于扩展的薄膜。在这里，数值分析和渐近分析被用来证明在受限结构中的新孤子的存在和性质。随着纳米线的宽度随着其中心处的固定尺寸的纳米接触而减小，所观察到的模式经历从完全局部化的二维液滴到二维液滴边缘模式的转变，然后是脉动的一维液滴。这些孤子被解释为经典的，保守的孤子的耗散版本，允许的模式和分岔机制的分析描述。所提出的结果开辟了新的可能性，低维孤子的研究和纳米结构中的液滴应用。
2013-08-22 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance of individual ferromagnetic GaAs/(Ga,Mn)As core-shell nanowires
我们调查，角度依赖，磁电阻（MR）的个人自组装的铁磁GaAs/（Ga，Mn）As核壳纳米线在低温下。MR迹线的形状和在运输中观察到的强各向异性可以归因于负磁阻效应和强单轴各向异性的相互作用，磁易磁化方向指向沿线轴。基于通常用于描述铁磁共振现象的有效磁场的概念，可以通过定量分析来很好地描述磁阻。我们调查的纳米线表现出单轴各向异性，这是约5倍以上的应变诱导的各向异性光刻制备的（Ga，Mn）As条纹。
2011-10-25 cond-mat.mes-hall
Current-induced domain wall motion in a nanowire with perpendicular magnetic anisotropy
从理论上研究了具有垂直磁各向异性的金属纳米线中电流感生磁畴壁的运动。各向异性可以降低畴壁运动的临界电流密度。我们解释的减少机制，并确定最大的减少条件。这一结果有利于电流诱导畴壁运动的基础研究和器件应用.
2008-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermally assisted domain wall nucleation in perpendicular anisotropy trilayer nanowires
研究了焦耳热效应对垂直磁各向异性CoFeB三层纳米线中热辅助畴壁的产生的影响。利用反常霍尔效应检测磁化反转，研究畴壁的产生。我们观察到的统计分布在开关过程中，这是一致的热激活过程。我们的研究结果表明，所提出的方法提供了一个有效的方式产生磁畴壁的垂直磁性纳米线在预定义的位置。
2014-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong Thermal Transport Anisotropy and Strain Modulation in Single-Layer Phosphorene
采用第一性原理计算和非平衡格林函数方法，研究了单层磷烯的弹道热输运。结果表明，Z字形方向的热导率比扶手椅方向的热导率高40%，具有明显的晶体学取向依赖性。此外，我们发现，热导各向异性的取向可以通过施加应变进行调谐。特别是，当施加一个方向的应变时，方向的热导率增强，但当施加一个方向的应变时，方向的热导率降低;而方向的热导率总是降低，当施加一个Z字形或方向的应变时。研究结果表明，单层磷烯薄膜中显著的热输运各向异性及其应变调制效应可用于磷烯基电子器件和光电子器件的热管理.
2014-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable spin-charge conversion through topological phase transitions in zigzag nanoribbons
研究了具有六角晶格的锯齿形磁性准一维纳米带在大的自旋轨道耦合下的自旋轨道矩和电荷泵。这样的系统经历拓扑相变从平凡的带绝缘体的量子自旋霍尔绝缘体无论是通过调整磁化方向或内在的自旋轨道耦合。我们发现，自旋-电荷转换效率（即自旋-轨道扭矩和电荷泵）显着增强的拓扑转变，显示出显着的角度各向异性。
2016-04-29 cond-mat.mes-hall
Electronic structure effects in stability and quantum conductance in 2D gold nanowires
我们用从头计算密度泛函理论研究了无支撑的二维无限长金纳米线的稳定性和导电性。二维带状纳米线，具有1-5行的金原子在非周期性的方向和不同的可能的结构已被考虑。具有> 2行原子的纳米线沿着非周期性方向表现出类似于有限线的二聚化。我们的研究结果表明，在这些零厚度的纳米线中，纳米图案是最稳定的。宽度逐渐增加的矩形纳米线和矩形纳米线之间的比较表明，零厚度（111）取向的纳米线具有比（100）更高的稳定性。电子结构的详细分析表明，（111）取向的结构显示出除了d电子的更强的离域之外，s和p电子的离域增加，因此是最稳定的。态密度表明，除了双锯齿结构是半导体的外，纳米线都是金属的和导电的。电导计算表明，在所有稳定的纳米线与两行以上的原子传输范围很广的能量。电导通道不是纯粹的s，并且具有来自d能级的强贡献和来自p能级的弱贡献。
2011-03-28 cond-mat.mes-hall
Spectroscopy of spin-orbit quantum bits in indium antimonide nanowires
利用局域选通技术在InSb纳米线中实现了少电子区的双量子点。利用电偶极自旋共振方法研究了双电子本征态谱。观察到自旋轨道相互作用引起的单重态-三重态能级排斥。利用单重态-三重态排斥的大小和各向异性来确定InSb纳米线双点中自旋轨道有效场的大小和方向。所得到的结果证实了使用自旋封锁泄漏电流各向异性和个别量子点的输运光谱。
2012-04-26 cond-mat.mes-hall
Speed of field driven domain walls in nanowires with large transverse magnetic anisotropy
最近的分析和数值计算工作的领域驱动的畴壁在纳米线的传播表明，对于大的横向各向异性和足够大的应用领域的沃克轮廓变得不稳定的击穿场之前，让位给一个较慢的固定畴壁。我们执行的Landau Lifshitz吉尔伯特方程的大横向磁各向异性的渐近展开，并表明，渐近动力学再现这种行为。在低场作用下，速度随磁场的增加而线性增加，其分布为经典的朗道分布。超过一个临界值的应用领域的磁畴壁减慢。在渐近动力学中出现较慢的畴壁轮廓是由于反应扩散方程的前沿从推到拉的过渡。
2015-04-26 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Superconducting diode effect due to magnetochiral anisotropy in topological insulator and Rashba nanowires
超导体的临界电流可以取决于当反转和时间反转对称性都被破坏时由于磁手征各向异性而导致的电流流动的方向，这种效应被称为超导（SC）二极管效应。在这里，我们考虑一维（1D）系统，其中超导性是通过邻近效应诱导。在拓扑绝缘体和Rashba纳米线中，由于沿自旋极化轴并垂直于纳米线施加的磁场引起的SC二极管效应提供了在超导体存在下的反转对称性破缺的量度。此外，SC二极管效应对平行于纳米线施加的磁场的附加分量以及对化学势的位置的强烈依赖性可用于检测器件处于预期出现向拓扑超导性的相变的参数空间的区域中。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strain in crystalline core-shell nanowires
考虑到晶体各向异性和两种材料刚度常数的差异，解析计算了核壳纳米线中晶格失配引起的应变构型。将该方法应用于具有纤锌矿结构或具有沿纳米线的六边形/三角形轴的锌-尖晶石结构的纳米线，并将结果与可用的数值计算和实验数据进行比较。它也适用于多壳纳米线，并沿立方半导体的$<001>$轴生长的核-壳纳米线。
2014-07-23 cond-mat.mes-hall
Majorana Fermions in Ge/Si Hole Nanowires
我们考虑了在电场和磁场的存在下，Ge/Si核/壳纳米线与$s$波超导体的空穴态耦合。我们采用了一个微观模型，考虑到材料的具体细节的能带结构，如强大的和电可调的拉什巴型自旋轨道相互作用和$g$因子的各向异性的孔。此外，从微观模型出发，导出了邻近诱导超导哈密顿量。在拓扑阶段，纳米线主机马约拉纳费米子与本地化长度强烈依赖于磁场和电场。我们确定的最佳制度的方向和幅度的领域中，马约拉纳费米子是最本地化的纳米线的两端。在短纳米线中，马约拉纳费米子杂交并形成子隙费米子，其能量从零分裂并作为施加的场的函数振荡。这些振荡的周期可以用来测量自旋-轨道相互作用对外加电场和$g$因子各向异性的依赖性。
2014-11-18 cond-mat.mes-hall
Magnetic anisotropy of critical current in nanowire Josephson junction with spin-orbit interaction
本文提出并研究了半导体纳米线约瑟夫森结的一个极小模型，该模型考虑了塞曼效应和自旋轨道效应。直流约瑟夫森电流的Andreev能级的相位依赖的能量进行评估。在改变所施加的磁场时，临界电流振荡，表现出发出$0$ - $π$转变信号的尖点。在没有自旋轨道相互作用的情况下，尖点的振荡和位置是有规律的，不依赖于磁场的方向。在自旋轨道相互作用的存在下，电流的磁场依赖性变得各向异性和不规则。我们调查这种依赖性的详细说明，它可以用来表征的强度和方向的自旋轨道相互作用的实验与纳米线。
2014-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
2D SnS: a phosphorene analogue with strong in-plane electronic anisotropy
我们研究了二维SnS，磷烯的类似物，通过物理气相输运生长的各向异性电子性质。利用透射电子显微镜和偏振拉曼光谱，我们识别了生长的二维晶体的锯齿形和扶手椅方向。制作了具有交叉霍尔栅结构的二维SnS场效应晶体管。它们显示出重空穴掺杂（~10 $^{19}$ cm $^{-3}$）导电性，具有强的面内各向异性。在室温下，沿Z字形方向的迁移率超过20 cm $^{2}$ V $^{-1}$ s $^{-1}$，其可高达扶手椅方向的迁移率的1.7倍。这种强的各向异性，然后解释沿两个方向的有效质量比，并同意与以前的理论预测。依赖于温度的载流子密度被用来找出受体能级是~45 meV以上的价带最大值。该值与Sn空位的42 meV的计算缺陷水平相匹配，表明Sn缺陷是p型导电性的主要原因。
2016-12-28 cond-mat.mes-hall
Unconventional magnetic anisotropy in one-dimentional Rashba system realized by adsorbing Gd atom on zigzag graphene nanoribbons
Rashba效应是电子能带结构中的一种自旋分裂现象，在不需要外加磁场的情况下，由于其在自旋电子学中的潜在应用而备受关注。由于难以生长高质量的重金属纳米线或在柔性材料中引入强自旋轨道耦合（SOC）和破缺反转对称性，实现一维（1D）Rashba系统是一个巨大的挑战。本文基于第一性原理计算，提出了一种通过在锯齿形石墨烯纳米带上吸附Gd原子实现Rashba自旋分裂的途径，并进一步研究了其磁各向异性能.在自组装Gd-ZGNR系统中发现了k空间中的非常规MAE和非常规MAE贡献，其呈现出显著的Rashba效应（估计强度为1.89 eV），这归因于强SOC（~65.6 meV）和纳米带边缘的不对称吸附位点。此外，一阶MAE是连接到内在的Rashba效应超出了传统的二阶MAE，这是确认的基础上与SOC扰动的电子结构的分析相比，在中心对称吸附位的亚稳态Gd-ZGNR。研究了一阶MAE和Gd-ZGNRs的Rashba效应对带宽的依赖关系。这一工作为实现一维Rashba系统提供了新的视角，对磁各向异性有了基本的认识，对寻找Majorana费米子和推动自旋电子学的潜在应用具有重要意义。
2017-08-11 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Stability of Spinmotive Force in Perpendicularly Magnetized Nanowires under High Magnetic Fields
数值模拟了垂直磁化纳米线中畴壁运动引起的自旋动力。我们发现，使用具有大的磁各向异性的纳米线可以导致在强磁场下的自旋动力的高稳定性。我们观察到的自旋动力在一个多层的Co/Ni纳米线的几十微伏的顺序和在一个FePt纳米线的几百微伏的顺序，后者是两个数量级以上的坡莫合金纳米线以前报道的。在垂直磁化的纳米线中，在磁场下畴壁的窄结构和低迁移率允许减小自旋动力器件的尺寸。
2012-03-09 cond-mat.mes-hall
Engineering Magnetic States and Magnetoresistance in Bisegmented Co-Ni Jellyfish Nanowires via Interplay of Shape and Magnetocrystalline Anisotropies
本研究制备双段Co-Ni水母纳米线，通过调控形状与磁晶各向异性实现磁态切换，并编程各向异性磁电阻，为功能性磁性纳米材料设计提供蓝图。
2025-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Periodic chiral magnetic domains in single-crystal nickel nanowires
我们报告了~0.2 × 0.2 × 8 μm单晶Ni纳米线畴结构的实验和计算研究。通过热化学气相沉积技术在非晶SiOx涂覆的Si衬底上生长Ni纳米线，该技术导致高度取向的单晶结构。磁电阻测量的Ni纳米线表明，在零场的平均磁化点主要偏离NW长轴。X射线光电子显微镜图像显示出沿纳米线表面的良好定义的周期性磁化图案，其周期为λ = 250 nm。有限元微磁学模拟表明，在剩磁下，可以获得周期与实验观测值（λ = 240 nm）非常接近的振荡磁化结构。这种磁化配置涉及沿NW的长度分布的交替手性涡旋域的周期性阵列。涡旋的形成归因于单晶Ni NW系统的立方各向异性及其减小的结构尺寸。周期性交替的手征涡旋态是拓扑保护的亚稳态，类似于薄条中的360°畴壁阵列。模拟结果表明，其他reflections状态也是可能的，这取决于现场的历史。研究了材料特性和应变对涡斑的影响。结果表明，在减少立方各向异性涡不再是稳定的，而负的单轴各向异性和磁弹性效应的压缩双轴应变的存在下，有助于涡的形成。
2017-12-09 cond-mat.mes-hall
Spin-relaxation anisotropy in a nanowire quantum dot with strong spin-orbit coupling
研究了强自旋轨道耦合的一维量子点中磁场方向对自旋操纵和自旋弛豫的影响。精确地得到了量子点的能谱和相应的本征函数。我们发现，无论自旋轨道耦合有多大，电偶极自旋跃迁速率作为磁场方向的函数总是具有$π$周期性。然而，声子诱导自旋弛豫速率作为磁场方向的函数仅在弱自旋轨道耦合区具有$π$周期性，并且在强自旋轨道耦合区周期性延长至$2π$。
2018-07-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Direction dependent thermal conductivity of monolayer phosphorene: parameterization of Stillinger-Weber potential and molecular dynamics study
一个Stillinger-Weber原子间相互作用势参数化磷烯。它很好地再现了晶体结构，结合能和声子色散的第一性原理计算预测。磷烯的热导率进一步探讨了平衡分子动力学模拟采用的潜在参数的最佳设置。在室温下，沿锯齿形和扶手椅方向的本征热导率分别为约152.7和33.0 W/mK，具有大的各向异性比为5。磷烯的热导率具有显着的方向依赖性，与以前的报道一致，主要是由于晶格动力学计算揭示的声子群速度的强各向异性和声子寿命的弱各向异性。此外，Z字形和扶手椅方向的有效声子平均自由程分别为141.4和43.4nm。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall
Pulse-assisted magnetization switching in magnetic nanowires at picosecond and nanosecond timescales with low energy
详细了解磁性纳米材料中的自旋动力学对于开发超快、低能和高密度自旋电子逻辑和存储器是必要的。在这里，我们开发的微磁模型和解析解，阐明增加阻尼和单轴各向异性的磁场脉冲辅助开关时间，能量和场的要求与垂直磁各向异性和钇铁石榴石类自旋输运性质的纳米线的效果。纳米线最初使用外部磁场脉冲（写入）和自弛豫来磁化。接下来，磁矩表现出确定性的开关后，接收2.5 ns长的外部磁脉冲在两个垂直极性。有利的阻尼（α~0.1-0.5）和各向异性能（10^4-10^5 J·m^-3）允许低至皮秒的磁化转换时间。利用自旋进动不稳定性，观察到磁场低于磁化强度的磁化反转。在开关速率、能量成本和所需的外部场之间出现了竞争或纳米磁性三元困境。开发具有优化阻尼和有效各向异性的磁性纳米线可以在室温下将开关势垒降低到3163 kBT。因此，纳米磁体中的脉冲辅助皮秒和低能量开关可以实现超快纳米磁性逻辑和元胞自动机。
2020-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Design space for low sensitivity to size variations in [110] PMOS nanowire devices: The implications of anisotropy in the quantization mass
使用20带sp3d5s* 自旋轨道耦合、半经验、原子紧束缚模型和半经典、弹道、场效应晶体管（FET）模型来研究[110]取向PMOS纳米线器件的导通电流随尺寸变化的情况。研究了边长为3nm至12nm的长而均匀的矩形纳米线，并确定和解释了宽度与高度变化的显著不同行为。设计区域被识别，其示出了由于缺乏线宽控制而可能发生的微小的导通电流变化到显著的宽度变化。显示大的导通电流的变化，以小的高度变化的区域也被确定。这里的全带模型的考虑表明，ON电流加倍可以观察到在ON状态的体积反转到表面反转运输的结构侧尺寸的变化所造成的发病。应变工程可以平滑或调整这种敏感性的大小变化。所描述的变化的原因是纳米线的结构量子化行为，其为任何其他导通电流变化（诸如表面粗糙度、声子散射等）提供了额外的变化机制。
2009-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of heat transport properties of graphene nanoribbons
结合密度泛函理论和非平衡格林函数方法，研究了扶手椅型和锯齿型石墨烯纳米带的热导率。由于石墨烯纳米带的声子色散的各向异性，锯齿形带具有比宽度相当的扶手椅带更高的热导率：锯齿形带中的低频带比扶手椅带中的低频带更分散。有和没有氢钝化的边缘修改的原子结构，并最终影响声子的热输运不同的两种带类型。
2011-08-04 cond-mat.mes-hall
Dynamics of the polarization of a pinned domain wall in a magnetic nanowire
我们考虑磁性纳米线中的单畴壁的极化动力学，该畴壁被杂质强烈钉扎。在这种情况下，用于极化参数的运动方程不包括任何其他动力学变量，并且由于磁各向异性而为非线性的。我们数值计算了短电流脉冲下不同参数选择的磁化动力学诱导极化开关。我们的研究结果表明，开关是最有效的非常快速的电流脉冲。阻尼也提高了切换概率。
2013-09-14 cond-mat.mes-hall
Ultralow-loss domain wall motion driven by magnetocrystalline anisotropy gradient in antiferromagnetic nanowire
寻找控制反铁磁畴壁的新方法是反铁磁自旋电子器件工作的重要问题之一。本文从理论上研究了AFM纳米线畴壁在外加电场产生的轴向各向异性梯度驱动下的运动，从而实现了AFM畴壁运动的电控制，并具有极低的能量损耗。基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程，利用能量耗散定理，模拟了畴壁速度随各向异性梯度大小和材料本征性质的变化。结果表明，在小梯度下，畴壁的运动速度接近恒定，而在大梯度下，由于畴壁宽度的增大，畴壁的运动速度加快。畴壁迁移率与晶格尺寸和畴壁类型无关，但Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用增强了畴壁迁移率。此外，原子力显微镜壁动力学比铁磁壁动力学快得多的物理机制进行了定性解释。这项工作揭示了一个有前途的策略，用于控制AFM畴壁，有利于未来的AFM自旋电子应用。
2019-09-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Magnetic anisotropy and spin-spiral wave in V, Cr and Mn atomic chains on Cu(001) surface: First principles calculations
最近对所有3d过渡金属（TM）独立原子链的磁性的实验室研究预测，这些纳米线可能具有巨大的磁各向异性能（MAE），并且可能支持自旋螺旋结构，从而表明这些纳米线将具有技术应用，例如，高密度磁数据存储。为了研究基底对纳米线磁性的影响，本文基于广义梯度近似下的密度泛函理论，系统研究了Cu（001）表面上V，Cr和Mn的线性原子链.我们发现V、Cr和Mn在Cu（001）表面上的线性链仍然具有稳定或亚稳定的铁磁态。然而，铁磁态是不稳定的，对形成的非共线自旋螺旋结构的Mn线性链和V线性链的顶部网站上的Cu（001）表面，由于这些系统中的受抑磁相互作用。尽管如此，Cu（001）衬底的存在确实使已经存在于独立的V线性链中的自旋螺旋状态不稳定，并且使Cu（001）上的中空位点上的V线性链中的铁磁状态稳定。当考虑自旋-轨道耦合（SOC）时，由于三维TM链中SOC的弱性，自旋磁矩几乎保持不变。此外，与相应的独立纳米线以及Cu（001）表面上的Fe、Co和Ni线性链相比，V、Cr和Mn的轨道磁矩和MAE都很小。
2011-04-06 cond-mat.mes-hall
Negative differential conductance effect and electrical anisotropy of 2D ZrB2 monolayers
二维金属-二硼化物ZrB_2单分子膜是一种稳定的新型电子材料[A. Lopez-Bezanilla，Phys. Rev. Mater.，2018，2，011002（R）]。本文利用密度泛函理论和非平衡格林函数方法，研究了ZrB 2在zigzag（z-ZrB 2）和a-ZrB 2（a-ZrB 2）方向上的电子输运性质.在低偏压下，二维ZrB 2显示出类似的沿锯齿形和扶手椅方向的电输运，因为电流主要通过金属Zr-Zr键传播。当偏压高于1.4V时，随着定向B-B传输通道的打开，其Z字形和扶手椅形方向的I-V曲线发生发散。重要的是，z-ZrB 2和a-ZrB 2都显示出明显的负微分电导（NDC）效应，因此它们可以有希望用于基于NDC的纳米器件。
2018-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin wave excitations in a nanowire spin-torque oscillator with perpendicular magnetic anisotropy
自旋力矩振荡器（STO）是一种新兴的微波器件，在自旋逻辑器件和下一代高速计算体系结构中具有潜在的应用前景。由于STO的非线性特性，STO很容易通过磁场和直流电流进行调谐。自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）是一种很有前途的STO类型，目前的研究大多集中在容易激发的局域模上。在这里，我们研究使用微磁学模拟，自旋扭矩引起的激发在纳米线器件的垂直磁各向异性（PMA）材料的性质。我们的结果表明，在包括PMA的本地化和传播的自旋波模式的激发是可行的。我们研究了模式激发的性质作为PMA强度（\text{K} $_u$）和电流的函数。实际上，我们估计了\text{K} $_u$的临界值，以允许传播自旋波的激发。我们属性本地化和传播模式之间的模式选择性的开关在非零\text{K} $_u$，这是由分析计算支持的系统的非线性从负到正的符号。我们的研究结果提供了深入的了解工程可重构微波器件的未来magnonic和计算应用。
2022-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-photoluminescence in GaAs/AlAs core-multishell nanowires: a theoretical investigation
在非微扰横向磁场中，预测了调制掺杂核-多壳纳米线的磁光致发光随光激发强度的变化。我们使用自洽场的有效质量近似内的方法来确定光激发的电子和空穴的人口，包括复杂的组成和各向异性的几何形状的纳米材料。的光致发光的演变分析作为一个函数的i）光激发功率，ii）磁场强度，iii）类型的掺杂，和iv）各向异性相对于场取向。
2015-09-21 cond-mat.mes-hall
Dimension reduction induced anisotropic magnetic thermal conductivity in hematite nanowire
磁相变点附近的热物理性质对研究临界现象具有重要意义。由于低维材料的量子限制和各向异性，低维材料具有与体材料不同的热物理性质。在本工作中，我们测量了$α$ O $_3$纳米线沿[110]方向（生长方向）在100 - 150 K温度范围内的热导率，发现热导率在Morin温度附近出现下降。我们发现纳米线在Morin温度附近的热导率随磁场与[110]方向的夹角而变化。更具体地，由于磁场引起的磁畴壁的移动，观察到角度依赖的热导率。在Morin转变温度附近，热导率最大值所对应的角度发生变化，这是由于根据磁各向异性能计算得到的不同的易磁化轴引起的。热导率的这种角度依赖性表明，由于几何各向异性，$α$ $_2$ O $_3$纳米线的易轴不同于本体$α$ $_2$ O $_3$.
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage controlled propagating spin waves on a perpendicularly magnetized nanowire
通过数值计算和解析方法研究了在外加电场的情况下，电压控制的自旋波在具有局部操纵垂直磁各向异性（PMA）的纳米线中的传播。结果表明，传播SW的速度和波长是定制的修改PMA，这可以通过外部电场局部控制。首先，我们观察到一个相移时，传播SW通过该地区的局部修改PMA。通过引入SW的相位控制，我们最后提出了一种三端SW器件。通过电压控制相移，在检测区域处控制两个传播SW的相长/相消干涉。
2014-01-27 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic modelling of magnetic domain walls and domains in cylindrical nanowires
磁性圆柱形纳米线是一种非常吸引人的材料，其弯曲的几何形状允许许多新颖的磁效应和各种非平凡的磁结构。微磁建模在揭示磁性纳米线的磁化强度分布方面起着重要作用，通常无法通过成像方法获得足够的细节。在这里，我们审查的形状各向异性为主的纳米线和纳米线与竞争的形状和磁晶各向异性的磁性，所揭示的微磁学建模。我们讨论了各种磁壁和磁畴报告的微磁学模拟在圆柱形纳米线。最已知的畴壁类型是横向畴壁和涡旋（布洛赫点）畴壁，并且它们之间的过渡取决于材料和纳米线直径。重要的是，圆柱形纳米线中的场或电流驱动的畴壁可以实现非常高的速度。在最近的模拟与较大直径的纳米线的skyrmion管也有报道。在具有大的饱和磁化强度的纳米线中，这些管的芯可以形成螺旋形（“螺旋形”）结构。Skyrmion管的拓扑结构在钉扎机制中起着重要的作用，这里以FeCo调制纳米线为例进行讨论。其他讨论的例子包括反槽（“竹”纳米线）的hcp钴和FeCo纳米线和钴镍多段纳米线的rexistance磁化配置的影响。
2019-07-04 cond-mat.mes-hall
Instability of Walker Propagating Domain Wall in Magnetic Nanowires
研究了Landau-Lifshitz-Gilbert方程的Walker传播畴壁解的稳定性。令人惊讶的是，沃克的刚体传播DW模式是不稳定的自旋波/波包发射。在低场区，只发射尾旋波，而在高场区，同时产生尾波和头波。在一个足够高的领域，但低于沃克击穿场，沃克解决方案可能是对流/绝对不稳定的，如果横向磁各向异性是大于一个临界值，对应于一个显着的修改DW配置文件和DW传播速度。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall
Electrical control of g-factors in a few-hole silicon nanowire MOSFET
硅中的空穴自旋代表了固态量子计算的一个有前途但几乎没有探索的方向，可能结合了由减少的超精细相互作用产生的长自旋相干性和快速电驱动量子位操纵。在这里，我们表明，硅纳米线场效应晶体管的基础上，国家的最先进的绝缘体上硅技术可以作为一个少孔量子点。详细的磁输运研究的第一个可访问的孔揭示了g因子与意想不到的强各向异性和栅极依赖性。我们推断，这两个特性可以使电驱动的g-张量调制自旋共振拉比频率超过几百兆赫。
2015-11-25 cond-mat.mes-hall
Variations in magnetic properties of nanostructured nickel
研究了碳纳米管包裹镍纳米线（C.E.纳米线的直径约10 nm），并进行了比较，以其他形式的镍在这项工作中。测定了C.E.纳米线为1.0 emu/g和230 Oe。磁性的温度依赖性遵循T^0.77依赖性，表明超顺磁性行为。场冷和零场冷曲线表明，阻塞温度（T_B）约为300 K。C.E.纳米线主要是由于来自碳纳米管封装的纳米级限制效应。C.E.的形状和磁环境增强了其总的磁各向异性。nanowires纳米线by a factor因子of four四.
2010-09-20 cond-mat.mes-hall
Magnetic edge anisotropy in graphene-like honeycomb crystals
边缘铁磁性和石墨烯中量子自旋霍尔相的独立预测激发了对其他二维蜂窝系统的探索，例如硅烯，锗烯，锡烯，铱酸盐和有机金属晶格，以及人工超晶格，所有这些都具有与石墨烯类似的电子性质，但更大的自旋轨道耦合。在这里，我们研究的铁磁顺序和自旋轨道相互作用的锯齿形边缘的这些石墨烯类系统的相互作用。我们发现一个平面内的磁各向异性，打开一个间隙，否则导电边缘通道，这应该会导致在旋转的磁化强度的电子特性的大的变化。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic evaluation of the dissipated heat in cylindrical magnetic nanowires
磁性纳米线由于其大的形状各向异性，在交流电场下具有很好的发热性能。它们可用于催化、高温或水净化处理。在目前的工作中，我们从理论上评估由一个单一的磁性纳米线，起源于域壁动力学的交流场的作用下耗散的热量。我们比较坡莫合金纳米线（通过横向壁传播退磁）与Co fcc纳米线，其反转模式是通过一个涡旋畴壁。平均磁滞回线面积-与比吸收率（SAR）成比例-作为场频率的函数，在200 MHz-1 GHz范围内具有明显的最大值。该最大频率在坡莫合金中比在Co中小，并且取决于纳米线长度。提出了一个简单的模型相关的成核和传播时间和畴壁速度（高于为横向畴壁的旋涡）来解释非单调SAR依赖于频率。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall
Stress controlled magnetic properties of Cobalt nanowires
我们研究了嵌入纳米多孔阳极氧化铝模板中的铁磁性钴纳米线复合材料的磁性。我们观察到纳米线的饱和磁化强度和矫顽场在低于100 K时有异常的增加。我们还报告了一个不寻常的交换偏置效应在纳米线低于100 K的外观。我们认为，我们的结果可以理解的基础上，不同的磁能尺度之间的竞争引起的显着的应力作用在纳米线在低温下。该复合材料表现为一种有效的介质，其中纳米线的磁各向异性可以通过纳米线上的应力方便地控制。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field tunable three-dimensional magnetic nanotextures in cobalt-nickel nanowires
具有大的横向磁晶各向异性的圆柱形磁性纳米线已被证明可以维持由空间限制、交换和各向异性的相互作用引起的非平凡的磁性配置。利用这些特殊的三维自旋配置和它们的孤子不均匀性，有望改善未来自旋电子学中的磁化开关，如节能磁存储器和逻辑应用。在这里，我们采用全息矢量场电子断层扫描重建的recrystalmagnetic状态在CoNi纳米线与10 nm的分辨率在3D中，特别关注recrystalmagnetic状态和无处不在的真实结构的影响源于不规则的形态和各向异性的变化之间的畴壁。通过调节施加的磁场方向，不同手征性的纵向和横向多涡旋状态以及诸如移位的涡旋核的独特的3D特征都被稳定。相反的手征性的纵向涡之间的手征域壁表现出复杂的三维形状，其特征在于推出的中心涡线和增益的交换和各向异性能量。一个类似的复杂的三维纹理，包括弯曲的涡线，形成在横向涡状态和纵向配置之间的域边界。微磁模拟可以理解所观察到的复杂磁状态的起源。
2021-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable g factor and phonon-mediated hole spin relaxation in Ge/Si nanowire quantum dots
我们从理论上考虑了暴露于外磁场和电场中的纵向Ge/Si核/壳纳米线量子点中空穴的g因子和自旋寿命。对于基态，我们发现一个大的各向异性的g因子，这是高度可调的通过施加电场。这种可调谐性强烈地依赖于电场相对于磁场的方向。我们计算了零和小电场的单声子空穴自旋弛豫时间T1，并提出了一个最佳的设置，其中非常大的T1的几十毫秒的顺序可以达到。进一步增加相对壳体厚度或纵向限制长度，在没有电场的情况下，退相消失，并且退相干时间T2由T2 = 2 T1确定。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall
Thermal Stability of Strained Nanowires
随着应变岛尺寸的增大，应变岛会经历形状各向异性的转变，最终演变成纳米线。到目前为止，这种效应已经通过忽略热力学的简单能量模型来解释。我们从理论上研究了应变纳米线在长边热涨落作用下的稳定性。我们发现相变从纳米线回到nanoislands作为温度的增加和纳米结构的高度升高或降低，我们预测相共存的区域。我们的研究结果是一般的，但解释最近的数据上的硅化铒的生长邻硅表面。
2009-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Giant magnetochiral anisotropy from quantum confined surface states of topological insulator nanowires
无线电技术依赖于将交变电磁场转换为直流电，这一过程被称为整流。虽然整流器通常基于半导体二极管，但最近发现了能够实现高度可控整流的量子力学非互易输运效应。一种这样的效应是磁手性各向异性（MCA），其中材料或器件的电阻取决于电流的方向和施加的磁场。然而，由于MCA可能的整流的大小通常是非常小的，因为MCA依赖于反转对称性破缺，导致自旋轨道耦合的表现，这是一种相对论效应。在典型的材料中，由于MCA引起的整流系数$γ$通常是$|γ| \lesssim 1$ ${\rm A^{-1} T^{-1}}$，并且迄今为止报道的最大值是碳纳米管中的$|γ| \sim 100$ ${\rm A^{-1} T^{-1}}$和ZrTe $_5$。在这里，为了克服这一限制，我们人为地打破反转对称性通过施加栅极电压薄拓扑绝缘体（TI）纳米线异质结构，并从理论上预测，这种对称性破缺可以导致一个巨大的MCA效应。我们的预测证实通过实验薄体绝缘（Bi $_{1-x}$ Sb $_{x}$）$_2$ Te $_3$ TI纳米线，在其中我们观察到MCA符合理论和$|γ| \sim 100000$ ${\rm A^{-1} T^{-1}}$，最大的MCA整流系数在正常导体。
2022-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fabry-Perot Interference, g-factor Anisotropy, and Gate-Tunable Quantum dot in Chiral Tellurium Nanowires
University of Arkansas（阿肯色大学）；Agency for Science Technology and Research (A*STAR)（科学技术研究局）；University of Southampton（南安普顿大学）
通过水热生长碲纳米线实现准弹道输运、各向异性塞曼谱和栅极可调量子点，揭示自旋轨道能隙和巨g因子，为自旋量子比特和Majorana零模提供平台。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First principle study on the transition of electronic, mechanic and piezoelectric property of hexagonal Boron Nitride nanotube
一维纳米结构如纳米线和纳米管由于其结构、电学和磁学性质而引起人们极大的兴趣。本论文采用第一性原理计算方法研究了六方氮化硼纳米管（BNNT）的尺寸效应对电子、力学和压电性能的影响。结果表明，纳米管直径对BNNT的直接带隙有显著的调节作用，当直径从10个增加到16个时，BNNT的直接带隙从3.96eV增加到4.44eV。扶手椅型和锯齿型BNNT均具有较大的弹性模量，在纳米表面工程、摩擦学和纳米制造/纳米织物等领域具有广阔的应用前景。10-zag-BNNT和16-zag-BNNT的压电系数分别为0.084C/m ~ 2和0.13C/m ~ 2，具有很好的压电性，显示出在制造机械电功率发生器方面的良好潜力。
2019-12-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
An {\it ab initio} study of the magnetic and electronic properties of Fe, Co, and Ni nanowires on Cu(001) surface
纳米尺度下的磁性由于其新颖的基础物理和令人兴奋的潜在应用，在过去的几十年里一直是一个非常活跃的研究领域。我们最近进行了一个{\it ab intio}研究所有3个$d$过渡金属（TM）独立原子链的结构，电子和磁性，发现Fe和Ni纳米线具有巨大的磁各向异性能（MAE），这表明这些纳米线将在高密度磁数据存储的应用。本文在广义梯度近似下，对Cu（001）表面Fe，Co和Ni线性原子链进行了密度泛函计算，研究了衬底对纳米线磁性的影响.我们发现Cu（001）表面上的Fe、Co和Ni线性链仍然具有稳定或亚稳的铁磁态。当考虑自旋-轨道耦合（SOC）时，由于3个$d$ TM链中SOC的弱性，自旋磁矩几乎保持不变，同时出现显著的轨道磁矩，并且也是方向依赖的。最后，我们发现Fe和Co的MAE仍然很大，即不太受Cu衬底的存在的影响。
2011-02-18 cond-mat.mes-hall
