Breaking the ring: $^{53}$Cr-NMR on the Cr$_{8}$Cd molecular nanomagnet
有限反铁磁（AF）自旋链的精确实验表征对于控制和操纵其磁性和量子态在自旋电子学或量子计算中的潜在应用至关重要。特别是，有限AF链预计将显示不同的磁行为，这取决于它们的长度和拓扑结构。分子AF环能够将AF链的量子磁行为与其拓扑和几何性质的非常显著的可调谐性结合起来。在这项工作中，我们测量的$^{53}$铬核磁共振谱的Cr $_{8}$镉环上的本地自旋密度的研究。Cr $_{8}$ Cd实际上可以被认为是具有偶数个自旋的有限AF开链的模型系统。NMR共振频率与理论上的局域自旋密度符合得很好，假设核心极化场AC = -12.7 T/ $μ_B$。此外，这些NMR结果证实了理论预测的非共线自旋排列沿Cr $_{8}$ Cd环，这是典型的偶数开放AF自旋链。
2021-01-18 cond-mat.mes-hall
Spin wave imaging in atomically designed nanomagnets
所有铁磁材料的自旋动力学都受两种类型的集体激发控制：自旋波和畴壁。这些集体模式的基本过程，如交换相互作用和磁各向异性，都起源于原子尺度;然而，传统的探测技术，基于中子和光子散射，在倒易空间提供高分辨率，从而差的空间分辨率。在这里，我们提出了直接成像的自旋波在单个链的铁磁耦合$S=2$ Fe原子，组装一个接一个的Cu $_2$ N表面使用扫描隧道显微镜。我们能够以两种互补的方式，以原子分辨率映射这些设计师纳米磁体的自旋动力学。首先，利用非弹性电子隧穿谱研究了理论预测的量子化自旋波激发振幅的原子间变化。其次，我们观察到两个相反的磁化状态，其速率变化强烈依赖于沿链的尖端的位置之间的缓慢随机切换。我们的观察，结合模型计算，揭示了开关的链启动的自旋波激发态，其波腹在链的边缘，其次是域壁移动通过链从一端到另一端。这种方法开辟了其他类型的自旋激发，如自旋子和分数端态，在工程自旋链原子尺度成像的方式。
2014-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Signatures of Chaos in Thermal Switching of Nanomagnets
研究了微波外场作用下纳米颗粒的热激活磁化动力学。结果表明，在足够强的微波激励下，鞍型异宿连接附近可能出现混沌磁化动力学，这种异宿混沌是导致稳定磁化状态周围安全盆被侵蚀的原因.侵蚀现象，然后连接到从周围的稳定平衡的能量阱的逃逸问题。结果表明，逃逸时间服从广义Arrhenius定律，并与温度、微波场振幅、频率和异宿混沌阈值有关。
2016-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Complex field reversal dynamics in nanomagnetic systems
本文采用Glauber平均场模型研究纳米磁体系统在外部磁场下的反转动力学，发现一维链和树形结构可解析表达并产生谐波谱，二维和三维则形成依赖场强和相互作用调谐的分形反转簇。
2023-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Re-entrant spin-flop transition in nanomagnets
具有奇数自旋的反铁磁链在受到增加的磁场时，已知会经历从反平行到自旋翻转配置的转变。我们表明，在存在的各向异性有利于对齐垂直的领域，自旋翻转状态出现弱场和强场，反平行状态出现在中间领域。这两个转变是二阶的，配置随场强连续变化。这种重入跃迁相对于量子涨落是稳健的，并且可以在不同类型的纳米磁体中观察到。
2014-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular nanomagnets as quantum simulators
量子模拟器是可用于模拟其他量子系统的可控系统。在这里，我们专注于插入反铁磁二聚体的分子量子比特链的动力学。我们从理论上证明了它的动力学可以通过均匀的磁脉冲来控制，并用来模拟其他量子系统的演化，包括费米子系统。我们提出了两个验证原理的实验，基于横向场的伊辛模型和自旋1系统中磁化的量子隧穿的模拟。
2011-11-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Input-driven chaotic dynamics in vortex spin-torque oscillator
本文通过数值模拟研究涡旋自旋扭矩振荡器在随机磁场输入下的磁化动力学，发现弱扰动下存在输入驱动同步，并在广泛参数范围内新观察到混沌行为，且探讨了动力学相与物理储备池计算能力的关系。
2023-06-23 cond-mat.mes-hall nlin.AO nlin.CD
RKKY oscillations in the spin relaxation rates of atomic scale nanomagnets
与巡游电子的交换相互作用被认为是单个局部自旋的弛豫机制。同样的交换相互作用也被认为会在两个原本解耦的局域自旋之间引起所谓的RKKY间接交换相互作用。在这里，我们表明，自旋弛豫和RKKY耦合可以看作是耗散和反应的本地自旋与巡回电子耦合的响应。因此，我们预测，交换耦合的本地自旋的磁性纳米结构的自旋弛豫速率，如纳米工程自旋链，具有振荡依赖于$k_F d$，其中$k_F$是费米波长和$d$是自旋间距离，非常像著名的振荡在RKKY相互作用。我们证明，这两个$T_1$和$T_2$可以增强或抑制，相比于单自旋极限，这取决于费米面和纳米结构的几何排列之间的相互作用。我们的研究结果为在原子设计的自旋结构中设计自旋弛豫和退相干开辟了一条途径。
2016-11-25 cond-mat.mes-hall
Crossover from Regular to Chaotic Behavior in the Conductance of Periodic Quantum Chains
研究了含有有限个周期性排列的相同点状杂质的波导的电导。使用Landauer-Büttiker公式计算其作为杂质浓度和杂质数量的函数。在很少杂质的情况下，电导与空波导的开放通道$N$的数量成比例，并且显示出具有台阶高度$\approx 2e^2/h$的规则阶梯状行为。对于大量的杂质，可以观察到无限周期链的能带结构的影响，并且电导近似为能带的数量（小于$N$）乘以普适常数$2e^2/h$。随着杂质数量的增加，以指数方式达到该较低值。随着杂质强度的增加，系统从可积状态转变为量子混沌状态。以$2e^2/h$为单位的电导从对应于空波导的$N$变化到对应于混沌或无序系统的$\sim N/2 $。结果表明，电导可以表示为$(1-c/2)N$，其中参数$0<c<1$测量系统的混沌性。
1997-10-24 chao-dyn cond-mat.mes-hall nlin.CD
Antiferromagnetic molecular nanomagnets with odd-numbered coupled spins
近年来，环状分子纳米磁体的研究引起了研究者的广泛关注。这些磁铁的大小是有限的，包含非常大的自旋。它们是有趣的，因为它们具有Néel矢量的宏观量子隧穿。对于具有有限个偶数耦合自旋的反铁磁分子纳米磁体，隧穿涉及由磁能垒分隔的两个经典局域Néel基态。问题是：在具有奇数个磁性离子的纳米磁体中是否可以观察到这种现象？答案并不直接明显，因为具有奇数耦合自旋的循环链是失败的，因为人们无法获得完美的Néel顺序。这些受抑自旋确实可以在实验中观察到，所以它们很有趣。在这封信中，我们从理论上研究了在沿磁体平面施加磁场的情况下，具有任意自旋$s$的奇自旋系统中的宏观量子隧穿。与偶自旋耦合系统相比，奇自旋循环系统的基态由于自旋阻挫而包含一个拓扑孤子。因此，经典基态是$2N$ -折叠简并的，因为孤子可以被放置在沿着环的任何地方，总$S_z=\pm s$。小的量子涨落使孤子离域，形成能带。我们用简并微扰理论在$2s$阶得到了这个能带。我们证明了孤子基态对于半奇数自旋是手征的，对于整数自旋是非手征的。从能带结构中我们推断，随着自旋值的增加，极化中子非弹性散射强度随哈密顿量参数的强弱而增大或减小。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chaos and thermalization in a classical chain of dipoles
我们探讨了$N$相互作用偶极子线性链中混沌、热化和遍历性之间的联系。从基态出发，考虑到不同数量的偶极子链，我们引入了能量为$ΔK$的单点激发。通过计算有限时间李雅普诺夫指数$λ(t)$和参与率$Π(t)$的统计平均值，分析了系统混沌和能量局域化的时间演化。对于小$ΔK$，$λ(t)$和$Π(t)$的演化表明，系统在$Π(t)$达到稳态的大致相同时间变得混沌。对于最大值的$ΔK$，系统变得混沌在一个非常早期的阶段相比，能量弛豫时间。我们发现，这一事实是由于存在的混沌呼吸子，使系统远离均分和遍历。最后，我们表明，参与比$Π(t)$得到的渐近值相当符合热平衡。
2021-09-20 cond-mat.mes-hall nlin.CD physics.class-ph
Noise-induced effects in magnetization reversal and chirality control of circular array of single-domained nanomagnets
利用Landau-Lifshits模型，研究了噪声对五个圆形磁性纳米颗粒组成的五边形阵列涡旋态高速重磁化过程的影响。计算了逆时针涡度和顺时针涡度反转的平均转换时间及其标准差。它已被证明，与反转的脉冲具有正弦形状，最佳的脉冲持续时间存在，它最小化的平均开关时间（MST）和标准偏差（SD）。此外，MST和SD都显著依赖于反向磁场与五边形边缘之间的角度，最佳角度大致为10度。此外，它表明，驱动场的角度，持续时间和幅度的优化导致MST和SD显着降低。特别地，对于所考虑的参数，MST可以从60 ns减小到2-3 ns。这种磁性纳米颗粒链可以有效地用作磁阻存储器的元件，并且在300 K的温度下，观察到该元件的稳定操作直到相当小的纳米颗粒尺寸（半径为20 nm）。
2010-12-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Current induced transverse spin-wave instability in thin ferromagnets: beyond linear stability analysis
足够大的非极化电流可以在具有非对称接触的薄纳米磁体中引起自旋波不稳定性。在小自旋波振幅的扰动制度，以及通过数值求解离散化模型的动力学超越不稳定性的理解。在没有外加磁场的情况下，我们的数值模拟揭示了一个层次的不稳定性，导致混乱的磁化动力学的最大电流密度，我们认为。
2005-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two particles on a chain with disordered interaction: Localization and dissociation of bound states and mapping to chaotic billiards
我们考虑两个粒子在链上跳跃，它们之间有接触相互作用。在强相互作用下，分子束缚态与原子态的连续带之间被直接能隙隔开。在相互作用中引入弱无序，分子态变为Anderson定域态。在较强的无序下，部分分子带由于与原子带的杂化而离域和解离。我们通过计算态密度、参与比倒数、能级间距统计和初始局域态的生存概率来表征这些不同的制度。原子带最好描述为方形晶格上单个粒子的粗糙台球，显示出量子混沌的特征。除了典型的“混沌状态”，我们发现的状态是本地化沿一个方向。这些“分界线状态”比混沌状态更局域化，在这方面类似于疤痕状态，但它们的存在是由于无相互作用色散关系中的分界线等能线，而不是不稳定的周期轨道。
2021-11-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall nlin.CD
Micromagnetic understanding of stochastic resonance driven by spin-transfertorque
在本文中，我们采用微磁学模拟研究非绝热随机共振（NASR）的自旋转移力矩激发的超顺磁性自由层纳米磁体的纳米自旋阀。我们发现，NASR动力学涉及两个静态和一个动态的纳米磁体之间的热激活的过渡，可以很好地理解的马尔可夫链速率理论的框架。我们的模拟表明，在NASR频率的自旋阀产生的直流电压是至少一个数量级大于关闭NASR频率产生的直流电压。我们的计算还再现了NASR的主要实验观察到的功能，如谐振频率，温度依赖性和电流偏置依赖的谐振振幅。提出了一种基于自旋转移矩驱动NASR的微波信号检测器的简单设计。
2011-03-13 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Field-induced spin reorientation transitions in antiferromagnetic ring-shaped spin chains
易轴反铁磁体对于中等强度的外部磁场是稳健的。强场中的自旋重取向可以提供对反铁磁材料更微妙性质的洞察，这些性质通常被它们的高基态对称性所隐藏。本文从理论上研究了强磁场中环形反铁磁非手性各向异性自旋链的曲率效应。我们确定了几何控制的螺旋相变以上的自旋翻转场之间的涡旋和洋葱状态。曲率引起的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用导致自旋翻转转变是一阶或二阶的，取决于环的曲率。自旋翻转相位中Néel矢量的空间不均匀性在垂直于所施加的磁场的平面中产生弱铁磁响应。我们的工作有助于理解磁场中曲线反铁磁体的物理特性，并指导基于自旋链的纳米磁体的几何效应的前瞻性实验研究。
2022-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Manipulation by magnetic frustration in ferrotoroidal spin chains via curvature and torsion
研究恒定扭转闭合空间曲线上的自旋链，发现定制曲率与扭转可通过磁挫败产生纯环形构型或多磁环形畴，为磁电响应提供新机制。
2024-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The even-odd effect in short antiferromagnetic Heisenberg chains
受最近化学合成磁性分子链实验的启发，我们研究了短自旋$s$反铁磁海森堡链的最低能带，重点关注开边界效应.通过数值对角化，我们发现，在奇数元链中可以恢复能级中的Landé模式，即从例如环形纳米磁体中已知的总自旋S的E（S）\propto S（S+1），而在具有偶数个位点的链中发现最低激发的强烈偏差。在短海森堡链中的这种特殊的奇偶效应不能用简单的有效哈密顿量和对称性参数来解释。我们超越了这些方法，考虑到量子涨落的路径积分描述和价键的基础，但由此产生的量子边自旋图片，这是已知的工作以及长链不同意短链的数值结果，不能解释奇偶效应。相反，通过分析经典的链模型，我们表明，在短链中，空间涨落主导的物理行为，长度N < exp（πs），对于任何自旋s。这种短链被发现显示出独特的行为，这是不相关的热力学极限，不能很好地描述为这一制度的理论。
2012-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Heavy and Light Monopoles in Magnetic Reversion in Artificial Spin Ice
Facultad de Ingeniería, Universidad Diego Portales（迭戈·帕塔尔斯大学工程学院）
研究揭示了人工自旋冰中磁反演的两种机制，分别由不移动的重单极子和长距离移动的轻单极子主导。
2012-08-30 cond-mat.mes-hall
