Extended Landau--Lifshitz equation for nanomagnets: a path-integral derivation of surface-induced magnetization nutation
Université de Perpignan Via Domitia, Laboratoire PROMES-CNRS (UPR 8521)（佩皮尼昂维亚马蒂亚大学，PROMES-CNRS实验室）；CEA, DAM, Le Ripault（法国原子能和替代能源委员会，DAM，勒里波）
研究纳米磁体表面诱导磁化章动问题，通过自旋相干态路径积分形式，从原子自旋哈密顿量推导有效动力学方程，经两步推导及绝热近似等处理，得到扩展朗道-里夫希茨方程，为该现象建立微观基础并提供修正估计框架。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall
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
Anatomy of inertial magnons in ferromagnets
我们分析了磁振子在单轴各向异性铁磁纳米结构中的色散关系，考虑惯性项，即磁章动。惯性效应由阻尼无关参数$β$参数化，这允许从吉尔伯特阻尼参数$α$中明确区分惯性效应。对磁振子色散关系的分析表明，惯性效应对磁振子色散关系的两个分支都有不同的修正。上章动支起始于$ω=1/ β$，下章动支在长波极限与FMR一致，偏离了交换磁振子的零惯性抛物线关系$\simeqω_{FMR}+Dk^2$。以一个现实的实验几何形状的磁性薄膜，纳米线和纳米盘，磁振子本征频率，本征矢量和$Q$ -因子被发现依赖于形状各向异性。讨论了章动磁振子相位匹配磁弹激发的可能性，发现其条件依赖于$β$、交换刚度$D$和声速。
2021-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nutation spectroscopy of a nanomagnet driven into deeply nonlinear ferromagnetic resonance
磁性纳米结构中的强非平衡态表现出与磁化动力学的非线性性质相关的新特性，这具有重要的基础和实际意义。在这里，我们证明了场驱动的铁磁共振可以发生在前所未有的大角度的磁化进动，这通常是防止由自旋波不稳定性和磁化湍流动力学的发病与大量的空间相干性。我们的研究结果表明，这种限制可以克服纳米磁体，其中的几何约束大大降低了自旋波模式的密度。所获得的深度非线性铁磁共振制度的基础上的应用程序的第二个激发场的一种新的光谱技术进行了探讨。这使得能够谐振地驱动围绕大角度周期性轨迹的慢相干磁化章动。我们的实验结果很好地占了单轴对称系统的分析模型。它们还提供了控制纳米结构中高度非线性磁化动力学的新手段，这在磁性纳米技术的背景下打开了有趣的应用机会。
2019-03-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Dynamically generated spin-interactions and nutational spin inertia in normal metal-ferromagnet heterostructures
研究正常金属-铁磁体异质结构中动态 RKKY 相互作用引起的自旋章动，发现铁磁体时间反演对称性破缺导致章动项各向异性，预测了可通过外场调节的第三个铁磁共振，为自旋章动的存在提供了有力证据。
2024-11-07 cond-mat.mes-hall
Nutation Wave as a Platform for Ultrafast Spin Dynamics in Ferromagnets
在短时间尺度的惯性项成为相关的铁磁体的磁化动力学，并导致章动的磁化矢量。对于空间扩展的磁系统的情况下，例如海森堡自旋链与各向同性自旋交换相互作用，这导致了一种新的集体激发的外观，“章动波”，其属性阐明的分析参数和数值研究。单粒子激发可以被认为是相对论性的大质量粒子。这些粒子，即“章动子”，通过波与涌现的拓扑规范场的相互作用，通过布鲁特-恩格勒-希格斯机制获得它们的质量。在非弹性中子散射实验中，这种自旋激发将在散射结构因子谱中出现一个峰值。章动波的高频率和高速度可以为实现超快自旋动力学开辟新的途径。
2020-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inertial spin waves in ferromagnets and antiferromagnets
自旋动力学中的惯性效应在理论上被预测在超短时间尺度上出现，但它们的实验特征往往是模糊的。在这里，我们计算的自旋波谱的铁磁体和两个亚晶格反铁磁体的惯性效应的存在。它示出如何进动和章动自旋波杂交彼此，导致重整化的频率，群速度，有效的旋磁比和有效的阻尼参数。惯性动力学的签名和类似的影响在传统的模型解释之间的区别可能的方法进行了讨论。
2022-07-30 cond-mat.mes-hall
Theory of inertial spin dynamics in anisotropic ferromagnets
最近对惯性自旋动力学的实验观察要求对铁磁体中磁共振的理论框架进行全面的重新评估。在这里，我们推导出的长期方程的惯性自旋系统的类比无处不在的Smit-Beljers形式主义。我们发现，进动铁磁共振的频率降低相比，非惯性的情况下。我们还发现由于磁各向异性和外加磁场的存在，章动共振的频率普遍增加。我们得到的长期方程和近似的精确解，采用非惯性理论的术语，从而允许方便的估计惯性效应。
2022-08-29 cond-mat.mes-hall
Theory of tensorial magnetic inertia in terahertz spin dynamics
Indian Institute of Technology (ISM) Dhanbad（印度理工学院（ISM）丹巴德分校）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）
该研究提出并分析了太赫兹自旋动力学中磁惯性张量的理论，揭示了各向异性、弹性及反对称部分对自旋共振频率的影响。
2024-09-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Nonreciprocal inertial spin-wave dynamics in twisted magnetic nanostrips
University of Naples Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）
该研究通过理论框架揭示了扭曲磁纳米带中非互易惯性磁旋波动力学，利用几何相位和拓扑效应实现太赫兹磁子学与非互易磁电子应用。
2025-08-07 cond-mat.mes-hall
Magnetization switching in the inertial regime
数值求解了标准形式和惯性形式的Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程，研究了$3d$薄膜铁磁体的磁化翻转动力学.动力学是由超短磁场脉冲触发的，脉冲的宽度和幅度在皮秒和特斯拉范围内变化。从开关特性、速度和能量分析等方面对两种方程的解进行了比较。这两个方程返回定性相似的切换动力学，其特征在于较慢的进动行为和较快的弹道运动的区域。在惯性动力学的情况下，在由磁场幅度和宽度给出的参数空间中的25%宽的区域中发现弹道切换。对于标准和惯性LLG方程，动力学的能量分析有质的不同。在后一种情况下，一个额外的能量通道，解释为系统的动能，是可用的。这种额外的通道负责在太赫兹频率下的共振能量吸收，与自旋章动的发生一致。
2021-07-17 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
Inertial dynamics and equilibrium correlation functions of magnetization at short times
在惯性磁化动力学的情况下，利用矩量法分析了铁磁纳米颗粒磁化强度的平衡关联函数。该方法基于关联函数的泰勒级数展开和展开系数的估计。该方法大大降低了平衡关联函数分析的复杂性。解析表达式推导出的前三个系数的纵向和横向关联函数的单轴磁晶各向异性的铁磁纳米粒子与纵向磁场。考虑了外纵场很强和弱到可忽略的极限情况。讨论了惯性磁化动力学的戈登求和规则。此外，我们表明，有限解析级数可以作为一个简单的和令人满意的近似值的数值计算的关联函数在短时间内。
2023-03-17 cond-mat.mes-hall
Experimental evidence of inertial dynamics in ferromagnets
理解自旋如何在皮秒和飞秒时间尺度上移动是凝聚态物理中许多现代研究的目标，这对超快和更节能的数据存储有影响。然而，对这一现象背后的物理学的有限理解阻碍了基于它实现商业技术的可能性。最近，有人建议在这些超快时间尺度下的自旋动力学的完整描述中应考虑惯性效应，但在铁磁体中仍然缺乏对这种效应的清晰观察。在这里，我们报告的第一个直接的实验证据的惯性自旋动力学在铁磁薄膜的形式的章动的磁化强度在频率约为0.6太赫兹。这使我们能够证明，在铁磁体的角动量弛豫时间是在10 ps的顺序。
2019-10-24 cond-mat.mes-hall
Inertial spin dynamics in epitaxial cobalt films
研究了太赫兹磁场作用下三种晶相钴外延薄膜的自旋动力学。太赫兹磁场在磁化上产生扭矩，该扭矩使其进动约1 ps，与驱动力具有亚皮秒的时间滞后。然后，磁化强度在晶相的频率特性下经历自然阻尼THz振荡。我们描述的实验观察解决惯性Landau-Lifshitz-Gilbert方程。利用相对论性磁惯量理论的结果，我们发现角动量弛豫时间$η$是描述所有实验证据所需的唯一材料参数。我们的实验表明，$η$和磁晶各向异性的强度之间的比例。
2021-09-11 cond-mat.mes-hall
Engineering spin-wave spectrum via the magnetization inertia tensor
Indian Institute of Technology (Indian School of Mines)（印度理工学院（矿业学院））
通过磁化惯性张量调控自旋波谱，实现非互易磁子传输和超快磁电子功能。
2025-12-10 cond-mat.mes-hall
Inertial spin alignment in a circular magnetic nanotube
在具有卷曲磁化的钴纳米管中，传导电子的轨道运动与它们的自旋相互作用。我们预言自旋的磁能的（绝对）值会大大减小。新的自旋旋进轴几乎平行于纳米管的轴，并随着电子的角速度而旋进，铁磁体的物理性质被大大改变。
2015-03-13 cond-mat.mes-hall
Analytical solutions for ultra-fast precessional switching in inertial magnetization dynamics
本文针对惯性 Landau-Lifshitz-Gilbert 方程，利用多时间尺度摄动方法建立超短脉冲驱动磁化翻转的近似闭式解，给出翻转时间与安全容差公式，并通过数值模拟验证，为高效磁存储单元设计提供理论依据。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall math.DS
Coherence and Stimulated Emission in the Tavis-Cummings Model: A Quantum Description of the Free Induction Signal and Radiation Damping in Magnetic Resonance
我们数值求解刘维尔方程的Tavis Cummings模型的多个自旋耦合到一个无损耗的单模腔，从一个初始条件与少量的完全极化的自旋倾斜一个指定的角度，并在其地面Fock状态的腔。磁化强度和腔态的时间演化，在经典场的小到中等章动之后，产生了磁共振中辐射阻尼的微观量子力学图像，以及自由感应信号的形成，即塞曼能量的转移，通过自旋相干性，到腔相干性。虽然布洛赫矢量的运动是非经典的，但我们的量子描述与核磁共振接收的宏观图像有关，通过显示通常的辐射阻尼常数和量子力学拉比章动频率（通过腔耦合和受激发射增强）之间的密切关系。也就是说，每一个都是每振荡器电流的章动率与电流的乘积。虽然阻尼常数中的电流受到腔体损耗的明确限制，但腔体损耗不进入拉比频率的公式，我们仍然（在附录中）展示了如何通过主方程将这些损耗引入我们的问题。通过对经典Bloch-基尔霍夫方程组的数值解，进一步证实了自由感应强度
2013-07-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Micromagnetic study of inertial spin waves in ferromagnetic nanodots
本研究基于iLLG方程建立交换主导惯性自旋波理论，并通过微磁模拟证实铁磁纳米点中可激发波长20 nm、有限速度传播的太赫兹超短自旋波。
2023-04-03 cond-mat.mes-hall
Quantifying non-Markovianity in magnetization dynamics via entropy production rates
University of Potsdam（波茨坦大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；University of Exeter（埃克塞特大学）
本文通过熵产率研究磁化动力学中的非马尔可夫性，发现开放系统LLG方程在不同初始条件和磁场取向下表现出最高非马尔可夫性。
2026-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Controllable and Non-Dissipative Inertial Dynamics of Skyrmion in a Bosonic Platform
IM2NP, UMR CNRS 7334, Aix-Marseille Universit\' e , 13013 Marseille, France
本文通过非平衡格林函数方法推导出Skyrmion的非耗散惯性动力学方程，揭示了其超快环形运动机制，并提出通过控制振子频率实现拓扑自旋纹理的超快操控。
2025-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Influence of rotation on the electronic states, magnetization and persistent current in 1D quantum ring
惯性效应可以影响物理系统的几个属性。特别是，在量子力学的背景下，这样的效果已经在不同的背景下进行了研究。本文从旋转坐标系下的薛定谔方程出发，讨论了在均匀磁场作用下，旋转对束缚在一维环中的量子粒子能级的影响。我们还研究了环中的持续电流和磁化强度如何受到温度和旋转效应的影响。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetization Dynamics of Nanoscale Magnetic Materials: A Perspective
纳米磁体构成了一系列小型化节能设备的基石，包括数据存储、存储器、波基计算、传感器和生物医学设备。它们还提供了一系列奇特的现象和严峻的挑战。介绍了单纳米磁体和一维和二维纳米结构阵列的磁化动力学研究进展，这些纳米结构阵列的形式包括点、反点、纳米颗粒、二元和双组分结构以及图案化多层膜。介绍了人工自旋冰、三维纳米磁体等非常规新结构以及畴壁、涡旋和skyrmions等自旋织构的研究进展。此外，在磁性纳米结构的磁化动力学的各种各样的新课题正在迅速出现。综述了纳米结构快速动力学的时空成像、自旋织构动力学、人工自旋冰等不断发展的课题。此外，还介绍了当代和新出现的磁性结构的动力学，如具有复杂基和对称性的纳米磁体阵列、磁子准晶、分形、缺陷结构、新型三维结构等。各种自旋-轨道耦合效应和随之而来的自旋织构以及由磁振子-光子、磁振子-声子和磁振子-磁振子耦合组成的量子混合系统，反铁磁纳米结构正在迅速发展，并有望在未来几年主导这一研究领域。最后，相关的主题，如章动动力学和纳米磁体天线进行了简要讨论。尽管取得了很大的进展，但迄今为止，只有一小部分纳米磁性及其辅助主题得到了探索，并且设想在未来几代人中在这个不断增长的研究领域中做出巨大努力。
2020-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Exchange tensors, generalized RKKY interactions, and magnetization dynamics in heterostructures of ferromagnets and topological insulators
Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
研究通过分析铁磁体与拓扑绝缘体异质结构中的自旋相互作用，揭示了拓扑诱导的磁性现象，并为设计Skyrmions和手性磁域壁提供了新方法。
2025-11-21 cond-mat.mes-hall
Numerical Analysis of the Nanoparticle Dynamics in a Viscous Liquid: Deterministic Approach
研究了在均匀磁场和梯度磁场共同作用下，粘性液体中单畴铁磁纳米颗粒的确定性动力学行为。假设梯度场与时间成谐波关系，均匀场有垂直和平行于梯度场的两个分量。我们还假设各向异性磁场如此强以致于纳米颗粒磁化沿着各向异性轴，即，磁化矢量被"冻结"到粒子体中。在这些假设和忽略惯性效应的情况下，我们推导出描述粒子的旋转和平移运动的力矩和力平衡方程。我们将这些方程简化为磁化角和粒子坐标的两个耦合方程，在很宽的系统参数范围内对它们进行数值求解，并分析了均匀磁场的平行分量的作用。它示出，特别是，纳米粒子执行周期性的旋转和平移运动，如果均匀磁场的垂直分量是不存在的。相反，在该组分存在下的纳米颗粒动力学变得非周期性，导致纳米颗粒的漂移运动（定向运输）。通过分析磁化角和粒子坐标的短时和长时依赖关系，我们发现均匀磁场的平行分量的增加会降低粒子在固定时间内的位移和在梯度磁场的每个周期上的平均漂移速度。
2021-12-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
