Resonance in Magnetostatically Coupled Transverse Domain Walls
我们在一对铁磁纳米线中观察到了耦合横畴壁的本征模。虽然对耦合静磁，其频谱是由钉扎的边缘粗糙度和偶极耦合的两个壁的组合。由于相应的能量尺度是可比的，耦合只能在最小的线间距观察到。耦合壁动力学模型再现实验定量，允许与估计的钉扎和畴壁耦合能量的比较。这些结果对基于耦合畴壁的器件的动力学特性具有重要意义。
2014-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metallic Interface Emerging at Magnetic Domain Wall of Antiferromagnetic Insulator---Fate of Extinct Weyl Electrons
与普通半导体不同，拓扑绝缘体伴随着由狄拉克型费米子描述的受保护的金属表面。在这里，我们从理论上表明，另一个新兴的二维金属嵌入在大块绝缘体实现在磁畴壁。畴壁长期以来一直被研究作为老式和前沿自旋电子学的成分。畴壁在这里，作为一个看似微不足道的反铁磁绝缘体的接口，紧急实现了一个功能接口，由零模式与强大的二维费米表面，其中烧绿石铱氧化物提出主机凝聚态实现外尔费米子提供这样的例子在低温下保存。钉扎在畴壁的inap态的存在，理论上类似于聚乙炔中的自旋/电荷孤子，并作为隐藏的一维弱Chern绝缘体的边缘被保护，其特征在于零维A类拓扑不变量，解决了在R2 Ir 2 O 7中观察到的实验难题。畴壁实现了电子的量子限制，并提供了一个净均匀磁化，这使得磁控制电子界面输运超越半导体范式。
2014-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Geometry-induced interface pinning at completely wet walls
我们研究完全润湿的固体壁图案化的平行纳米凹槽的深度$D$和宽度$L$与周期性的$2L$。壁由通过长程势与流体相互作用的材料形成，并且如果壁是平面的，则在温度$T_w$下呈现一级润湿转变。使用非局域密度泛函理论，我们表明，在一个固定的温度$T>T_w$的过程中完全润湿敏感地依赖于两个微观尺度$L_c^+$和$L_c^-$。如果润湿参数$L$大于$L_c^+$，则该过程是连续的，类似于平面壁上的完全润湿。对于$L_c^-<L<L_c^+$，完全润湿表现出一阶\emph{depinning transition}，对应于液-气界面与壁的突然解粘。最后，对于$L<L_c^-$，即使在体相液-气共存时，界面仍然钉扎在壁上。这意味着基底表面的纳米改性总是可以将其润湿特性从亲水性改变为疏水性，与宏观Wenzel定律直接相反。所得的表面相图揭示了脱钉和预湿过渡，包括其临界点的性质之间的密切相似。
2019-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Four-band insulator on a $\mathbb{Z}_2$ domain wall: an analytically solvable model for the interface between trivial and topological 2D insulators
提出了具有相同带隙的二维平凡绝缘体与拓扑绝缘体之间界面的唯象模型。该模型依赖于三个可测量的参数，能隙$E_g$，金属边缘态$v_F$的费米速度和带隙反转发生的界面$Δ$的厚度，并可以减少到薛定谔方程的修改Pöschl-Teller势，它承认一个解析解。它表明，基本的物理是由一维参数$α=E_gΔ/2\hbar v_F$，其积分部分决定的大量的束缚态在界面上的数量。此外，当$α$正好是整数时，入射到界面上的波永远不会被反射。在典型的凝聚态系统的尺度参数选择的结果进行了简要的讨论。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current induced generation and synchronous motion of highly packed coupled chiral domain walls
Neel型的手征畴壁出现在包括重金属（HM）和铁磁金属（FM）层的异质结构中，这是由于HM/FM界面处的Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用。在开发基于手性畴壁的电流诱导运动的存储类存储器中，还有待观察这种畴壁可以被包装在一起的密度。在这里，我们表明，一个普遍的短程排斥，规模与DM相互作用的强度之间存在手性畴壁。两个壁之间的距离可以通过施加面外场来减小，从而允许形成耦合畴壁。令人惊讶的是，这样的耦合壁的电流驱动速度是独立的平面外的场，使得能够使用电流脉冲操纵显着压缩的耦合畴壁。此外，我们发现，一个单一的电流脉冲具有最佳的振幅可以创建大量的紧密间隔的磁畴壁。这些特征允许高度堆积的手性畴壁的电流诱导产生和同步运动，这是开发基于畴壁的存储器件所必需的关键特征。
2017-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polar domain walls trigger magnetoelectric coupling
氧化物异质结构中的界面物理是材料科学中的一个关键问题。铁电系统中的畴壁（DW）是自然发生的界面的示例，其中相邻畴的序参量被修改并且可以发展新的性质。在这里，我们表明，电调谐的铁弹畴壁SrTiO 3导致的磁畴结构的相邻的磁性层（La 1/2 Sr 1/2 MnO 3）外延夹在SrTiO 3衬底上的戏剧性变化。我们表明，通过利用DWs纳米区域对外部刺激的响应性，即使在没有任何域贡献的情况下，也可以获得相邻层的突出和可调节的宏观反应。我们的结论是，极性DWs，已知存在于其他材料中，可用于触发可调的响应，并可能导致新的方式来操纵界面新兴的属性。
2015-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Ground state and constrained domain walls in Gd/Fe multilayers
用微磁学方法模拟了反铁磁耦合Gd/Fe多层膜的磁基态和面内畴壁的演化。扭转状态的特征在于界面角随着磁场的增加而迅速减小。我们发现，对于一定的比例M（Fe）：M（Gd），扭曲的状态已经存在于低场。然而，磁基态不仅由M（Fe）：M（Gd）的比率确定，而且还由层的厚度（即层的总磁矩）确定。磁基态的依赖性解释的重叠的畴壁在界面处的量。较厚的层抑制Fe对齐和Gd对齐的状态，有利于扭曲的状态。而双相层则排除了扭曲状态，因为在这些双相层中不能形成更宽的畴壁。
2004-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic conductance at improper ferroelectric domain walls
过渡金属氧化物由于其强电子相关性驱动的场可调功能，结合其地球丰度和环境友好性，在开发新器件范例方面具有巨大的潜力。最近，过渡金属氧化物之间的界面揭示了惊人的现象，如绝缘体-金属转变，磁性，磁阻和超导性。这种氧化物界面通常通过复杂的逐层生长技术产生，该技术可以产生具有几乎单层控制原子位置的高质量外延界面。然而，所产生的界面通过原子的排列而固定在空间中。在这里，我们展示了一条克服这种几何限制的路线。我们表明，在界面铁电畴壁在六方晶系的ErMnO 3的电导是一个连续的功能的畴壁取向，与一个数量级的范围。我们解释所观察到的行为，使用第一性原理密度泛函和唯象理论，并将其与意想不到的稳定性的头对头和尾到尾的域壁ErMnO 3和相关的六方锰氧化物。由于铁电体中的畴壁取向是可调的，使用适度的外部电场，我们的发现打开了一个自由度，是不可访问的空间固定接口。
2011-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large exchange-dominated domain wall velocities in antiferromagnetically coupled nanowires
磁性纳米线支持场和电流驱动的畴壁运动的信息存储和处理的新方法的设想。其实际应用的一个主要障碍是畴壁速度，这是传统上有限的，由于沃克击穿时发生的强迫场或电流达到临界阈值。我们通过数值和分析模型表明，沃克击穿极限可以扩展或完全消除反铁磁耦合的磁性纳米线。这些耦合的纳米线允许通过场和/或电流经由自旋转移扭矩驱动的巨畴壁速度，与传统的纳米线相比。
2014-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From Capillary Condensation to Interface Localization Transitions in Colloid Polymer Mixtures Confined in Thin Film Geometry
根据毛细管凝聚和界面局域化转变的理论，采用蒙特卡罗模拟方法，对处于两个相互排斥的无结构壁面之间的胶体-聚合物混合物的Asakura-Oosawa（AO）模型进行了模拟和分析.选择聚合物与胶体尺寸比q=0.8，并研究D=3至D=10胶体直径厚度范围内的超薄膜，使用巨正则蒙特卡罗方法;通过有限尺寸标度分析相变，正如之前关于体相系统和相同类型壁之间限制的工作一样。与后者不同的是，这里使用的是不等价的壁：虽然左壁对聚合物和胶体都有一个硬核排斥，但在右壁处，存在一个仅作用于胶体的可变强度的额外方阱排斥。我们研究了如何通过这种限制来修改已经在大体积中发生的富胶体和贫胶体相的相分离。当壁面-胶体相互作用的不对称性增加时，过渡的特征从毛细凝聚型平滑地转变为界面局域型。这些过渡的临界行为进行了讨论，以及胶体和聚合物的密度分布在整个膜中的各个阶段，并在平行于限制壁的方向上的界面波动的相关性。对这些现象的实验可观测性也作了简要的讨论。
2008-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Dynamic binding of driven interfaces in coupled ultrathin ferromagnetic layers
我们证明了实验动态界面结合系统由两个耦合的铁磁层。虽然每层中的畴壁具有不同的速度场响应，但是对于两个宽范围的驱动场H，两层中的畴壁被约束并且以共同的速度移动。束缚态有自己的速度场响应，并出现在每一层的孤立壁速度接近时，总是发生在H->0的条件。的束缚态的几个功能，使用一维模型再现，说明它们的一般性质。
2010-05-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Domain Wall and Periodic Solutions of a Coupled phi6 Model
在凝聚态物理和场论中都存在耦合三阱（phi6）一维势。在这里，我们提供了一组精确的周期解的椭圆函数（畴壁阵列），并获得在特定的限制单畴壁解决方案。拓扑，非拓扑（例如，一些脉冲状的解决方案），以及混合畴壁。我们将这些解决方案与极化，洗牌模式和应变材料的结构相变。我们计算了各种解的能量和孤立子之间的渐近相互作用。我们还考虑了这些耦合模型的离散模拟，得到了几个单畴壁和周期畴壁的精确解。
2006-09-06 cond-mat.mtrl-sci hep-th nlin.PS
Theory of shot noise in single-walled metallic carbon nanotubes weakly coupled to nonmagnetic and ferromagnetic leads
本文从理论上研究了单壁金属碳纳米管中的散粒噪声。利用实时图形技术，我们计算了顺序隧穿区的电流、Fano因子和隧穿磁电阻。结果表明，微分电导显示特征的四倍周期性，表明单电子充电。这种周期性也是可见的隧道磁电阻的系统，以及在法诺因子。目前的研究阐明铁磁（与磁）的影响下考虑的运输特性的接触。
2007-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A slow process in confined polymer melts: layer exchange dynamics at a polymer solid interface
采用分子动力学模拟的化学现实模型之间的石墨壁，我们表明，接近壁层之间的质量交换是一个缓慢的过程中已经在熔融状态的1，4-聚丁二烯。对于受限聚合物的玻璃化转变，由于堆积效应和分子内旋转障碍，该过程与减慢竞争。
2010-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Magnetic exchange fields and domain wall superconductivity at an all-oxide superconductor / ferromagnet insulator interface
本研究在PCCO/PCMO全氧化物S/FI界面观测到局域磁交换场，其强度受PCMO磁畴壁调控，为高温非传统超导自旋电子器件提供了新思路。
2018-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Bidirectional spin-wave-driven domain wall motion in antiferromagnetically coupled ferrimagnets
我们从理论和数值上研究了圆极化自旋波诱导的亚铁磁畴壁动力学。我们发现畴壁运动的方向既取决于自旋波的圆极化，也取决于亚铁磁体净自旋密度的符号。在角动量补偿点以下，左（右）圆极化自旋波将畴壁推向（远离）自旋波源。另一方面，在角动量补偿点以上，畴壁运动的方向相反。这种双向运动起源于自旋波引起的磁振子扭矩的符号取决于圆极化和畴壁对磁振子扭矩的后续响应由净自旋密度决定的事实。我们的发现提供了一种利用自旋波作为双向畴壁运动的通用驱动力的方法。
2019-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupled thermo-mechanics of single-wall carbon nanotubes
用分子力学方法研究了单壁纳米管的横向力学性质随温度的变化。描述sp^{2}键的机械行为的拉伸和键角力常数在0 K和1600 K之间的温度范围内被解析，允许识别纳米管壁厚度的温度依赖性。我们观察到的刚度特性（轴向和剪切杨氏模量）随着温度的升高而降低，和增强的横向泊松比，大小取决于手性的纳米管。我们的封闭形式的预测比较以及与现有的分子动力学模拟。
2010-08-30 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Spatial modulation of the composition of a binary liquid near a repulsive wall
当二元液体被强排斥壁面封闭时，在壁面附近局部密度耗尽，形成类似于液体与其蒸气之间的界面。这种类比表明，该界面附近的二元液体的组合物应该表现出类似于液-气界面附近的空间调制，即使壁与液体的两个组分的相互作用是相同的。古根海姆吸附关系量化的浓度的二元混合物附近的液体-蒸汽界面和定性的状态，主要（少数）的组件丰富的负（正）混合能量的界面，如果两个组件的表面张力不是很不同。通过对具有不同组成和相互作用的二元混合物的分子动力学模拟，我们发现对于在所有状态点具有负混合能的体系，在壁诱导界面处定性地满足Guggenheim关系.对于具有正混合能的系统，这种关系被认为是定性有效的低密度，而它是违反在高密度的液体中的相关性是强的状态点。这一观察是通过使用密度泛函理论与Ramakrishnan-Yussouff自由能泛函的混合物的两个组件的密度分布的计算进行验证。违反古根海姆关系的可能原因进行了讨论。
2015-10-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.soft
BN domains included into carbon nanotubes: role of interface
我们采用密度泛函理论研究了嵌入单壁碳纳米管中的小BN畴的形状和排列。我们显示出一个强烈的趋势BN六边形的形成在同时包含的B和N原子内的碳纳米管的壁。这项工作强调了正确描述BN-C边界的重要性。我们认为，在N-C键的参与下，BN-C界面将优先形成。因此，我们提出了一种新的方式来稳定小BN夹杂物通过氮终止边界的形成。所得到的结果和现有的实验数据之间的比较，在单壁碳纳米管形成BN的包。在单壁BN纳米管内的碳包的镜像情况被认为是在建议的形式主义。最后，我们表明，包含小BN的纳米管内的封装强烈影响的电子特性的初始系统，打开带隙。BN中过量的氮在带隙中引入了施主态，因此可能导致用于n掺杂单壁碳纳米管的有希望的方式。
2009-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of inter-wall surface roughness correlations on optical spectra of quantum well excitons
我们表明，限制量子阱的两个界面的形态波动之间的相关性强烈抑制了界面无序对激子不均匀线宽的贡献。我们还证明，只有考虑到这些相关性，才能解释所有的各种实验数据的线宽依赖于量子阱的厚度。
2004-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiscaling analysis of ferroelectric domain wall roughness
利用多尺度分析，我们比较了PZT薄膜铁电畴壁的特征粗糙化与弱钉扎一维界面的数值模拟。虽然在长度尺度高达大于或等于5微米的长度尺度的铁电畴壁的行为类似的数值接口，显示一个简单的单仿射缩放（具有明确定义的粗糙度指数），我们展示了更复杂的缩放在更高的长度尺度，使壁全局多仿射（在不同的观察长度尺度不同的粗糙度指数）。这种多仿射缩放的主要贡献似乎是非常本地化的变化的障碍潜力，可能与基板中存在的位错缺陷。
2012-10-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Interface control of the magnetic chirality in TaN|CoFeB|MgO heterosctructures
最近的进展，在理解自旋轨道效应的双磁性异质结构开辟了新的范例，以控制磁矩电。据说Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinskii-Moriya interaction）在形成Neel型畴壁中起关键作用，该畴壁可以由自旋霍尔扭矩驱动，自旋霍尔扭矩是由相邻非磁性层中经由自旋霍尔效应产生的自旋电流产生的扭矩。在这里，我们表明，的符号，这决定了畴壁与电流移动的方向，可以通过修改相邻的非磁性层改变。我们发现当Ta底层掺杂氮时，在Ta |CoFeB| MgO异质结构中畴壁螺旋的旋转方向是相反的。Ta和氮掺杂的Ta底层的自旋霍尔角具有相同的符号，这表明在界面处限定了自旋霍尔角的符号。取决于旋转的方向，自旋转移力矩和自旋霍尔力矩可以相互竞争或相互帮助，从而影响用电流移动畴壁的效率。
2013-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crossed-ratchet effects and domain wall geometrical pinning
考虑畴壁的内弹性自由度以及孔洞和样品边界产生的几何钉扎，研究了二维介质中畴壁的运动。这项研究是用来分析优化交叉棘轮效应所需的几何条件，在周期性的矩形阵列的非对称孔，最近在图案化的铁磁薄膜实验观察。采用几何计算和数值模拟方法，得到了矩形三角形排列的平壁和弯折壁的各向异性临界场。其目的是显示一个通用的弹性模型接口如何建立一个整流器能够显示交叉棘轮效应或有效的潜在景观控制接口或入侵前沿的运动。
2010-12-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Theory of Superconductivity at the LaAlO3/SrTiO3 heterointerface: Electron pairing mediated by deformation of ferroelastic domain walls
SrTiO $_3$是一种超导半导体，其配对机制尚不清楚。SrTiO $_3$在$T=$ 105 K时发生铁弹转变，形成了具有电子耦合边界的畴.在二维SrTiO $_3$界面处，已知这些铁弹畴的取向与电子密度耦合，导致有利于面外畸变的富电子区域和有利于面内畸变的贫电子区域。在这里，我们表明，铁弹畴壁支持低能量的激发，类似于在两种流体的界面处的毛细波。我们建议，这些毛细波介导的电子配对在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面，导致周围的电子丰富的区域的边缘的超导性。该机制与Pai等人[PRL $\bf{120}$，147001（2018）]报告的最新实验结果一致
2020-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spin diode based on a single-wall carbon nanotube
在序贯隧穿极限下，分析了弱耦合单壁金属碳纳米管中的电子输运。它示出的自旋和电荷电流流过这样的系统是高度不对称的偏置反转。因此，耦合到一个铁磁引线和一个铁磁引线的纳米管可以有效地用作自旋二极管，其功能可以另外由栅极电压控制。
2008-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Formation and manipulation of domain walls with 2-nm domain periodicity in $BaTiO_3$ without contact electrodes
在氧化物材料的二维极限界面表现出丰富的功能，显着不同于散装行为的跨度。在这些界面中，铁电体中的畴壁引起了特别的关注，因为它们可以随外部电压确定性地移动，而在电压去除后它们仍然保持在原位，为新型神经形态和低功耗数据处理技术铺平了道路。铁电畴的出现是为了释放应变，应变取决于材料的厚度，遵循Kittel标度定律。因此，主要的障碍是减小给定厚度的器件覆盖区，即，以形成和移动高密度畴壁。在这里，我们使用透射电子显微镜产生域壁的周期高达2纳米，而不使用接触电极，同时观察它们的形成和动态原位$BaTiO_3$。大面积覆盖的工程畴壁被证明。畴壁密度随着有效应力的增加而增加，直到达到反映150倍有效应力增强的饱和值。超过这个值导致应变释放域壁旋转。除了揭示这种多尺度应变释放机制，我们提供了一种器件设计，允许可控开关的域壁与2纳米的周期性，反映了潜在的$144-Tb/inch^2$神经形态网络。
2020-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Free energy cost of forming an interface between a crystal and its frozen version
使用热力学积分方案，我们计算每单位面积的自由能成本，$γ$，形成晶体和冻结结构壁之间的界面，形成冻结成相同的平衡结构的粒子作为晶体。即使在壁附近的晶相的结构和势能与体中相同，但$γ$具有非零值，并且随着晶体和壁的密度增加而增加。研究了粒子间相互作用势的影响，如果势是纯排斥的，我们在所有的晶体密度下观察到正的$γ$。对于具有吸引力相互作用的模型，例如Lennard-Jones势，在低密度下获得$γ$的负值。
2015-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Phase transitions of fluids in heterogeneous pores
我们研究相行为的模型流体限制在两个不同的平行壁之间的存在下，远程（色散）力。从宏观（几何）和介观参数的预测进行了比较与非局部密度泛函理论的数值解。两个毛细管模型被认为是。对于一个毛细管包括两个（不同的）吸附壁，我们表明，简单的几何参数导致广义开尔文方程定位毛细管冷凝非常准确，提供两个墙壁只有部分湿。如果至少有一个壁处于完全润湿状态，则应通过包括Derjaguin校正来捕获厚润湿膜的效果来修改开尔文方程。在第二个模型中，我们考虑由两个竞争壁形成的毛细管，使得一个倾向于湿而另一个倾向于干。在这种情况下，在本体两相共存和取决于孔宽度$L$的温度$T^*(L)$下发生界面局部-离域转变。平均场分析表明，对于表现出一阶润湿转变的壁在温度$T_{w}$，$T_{s}>T^*(L)>T_{w}$，其中的旋节温度$T_{s}$可以与预润湿临界点，这也决定了临界孔宽度低于该界面的局部化-离域过渡不发生。如果壁表现出临界润湿性，则过渡移动到$T_{w}$以下，并且对于具有结合势$W(\ell)=A(T)\ell^{-2}+B(T)\ell^{-3}+\cdots$的模型，其中$\ell$是液-气界面的位置，过渡可以由无量纲参数$κ=B/(AL)$表征，使得具有离域界面的流体配置在$κ=-2/3$和$κ\approx-0.23$之间的间隔中是稳定的。
2016-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Unified paradigm for interface dynamics
在本文中，我们开发了一个共同的理论框架薄无特征接口的动力学。我们明确地表明，相同的相场和速度依赖的单尺度模型特征的相对论域壁的动力学，在宇宙学的背景下，也可以成功地描述，在摩擦为主的制度，在各种各样的材料系统的非相对论界面的动力学。我们进一步表明，统计版本的冯诺依曼定律适用于缩放相对论性接口网络的情况下，这意味着，虽然相对论性和非相对论性接口有非常不同的动态，一个单一的模拟快照是无法清楚地区分这两个政权。我们强调，关键的信息包含在概率分布函数的边界的接口网络的域的边缘的数量，并解释为什么实验室测试与非相对论接口可以用来排除宇宙学域壁作为一个重要的暗能量源。
2011-01-15 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
