Robust Ferromagnetism in Silicene Nanoflakes through Patterned Hydrogenation
由于量子限制和边缘效应，纳米材料呈现出相当不同的性质。本研究利用第一性原理计算研究了准零维硅烯纳米片（SiNFs）的电磁性质。虽然锯齿形边缘的六边形SiNF表现出半导体特性，但锯齿形边缘的三角形SiNF是磁性半导体。利用硅烯性质的一种有效方法是氢化，这是由于其可逆性和可控性。从裸SiNF到半氢化，然后到完全氢化，三角形SiNF经历了从亚铁磁性到非常强的铁磁性，然后到非磁性的变化。尽管如此，六边形SiNF经历了从铁磁到非常强的铁磁，然后到铁磁的转变。半氢化的SiNF产生与薄片尺寸的平方成正比的大的自旋力矩。结果表明，强感应自旋磁化平行排列，并通过大范围铁磁交换耦合表现出集体性质，从而在自旋电子电路器件中具有潜在的应用价值。自旋开关模型提供作为一个例子的SiNFs的潜在应用之一，通过控制氢的覆盖率在调整的输运性质。
2017-05-17 cond-mat.mes-hall
Soliton pair dynamics in patterned ferromagnetic ellipses
限制改变了纳米级磁体的能量景观，导致不寻常的磁状态的出现，例如涡旋。关于动力学和相互作用效应的许多基本问题仍然没有答案，纳米磁体是研究这些基本物理现象的方便模型系统。一个单一的涡在限制的几何形状，也被称为非局域孤子，具有一个特征的平移激发模式，对应于螺旋状运动的涡核周围的平衡位置。在这里，我们调查，通过微波反射技术，磁孤子对限制在光刻定义，铁磁坡莫合金椭圆的动力学。通过与微磁模拟的比较，在亚千兆赫频率范围内观察到的强共振可以被分配到具有平行或反平行芯极化的涡旋对的平移模式。涡的极化在两个涡的静态相互作用中的作用可以忽略不计，但它们的作用在动力学中起主导作用。
2006-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Patterned growth of crystalline Y$_{3}$Fe$_{5}$O$_{12}$ nanostructures with engineered magnetic shape anisotropy
我们演示了图案化生长外延钇铁石榴石（YIG）薄膜使用光刻定义的模板上钆镓石榴石（GGG）衬底。制备的YIG纳米结构产生所需的晶体取向，优异的表面形貌，和窄的铁磁共振（FMR）线宽（~ 4 Oe）。形状诱导的磁各向异性被清楚地观察到在一个图案化的纳米棒阵列工程表现出更大的矫顽力（40 Oe）相比，连续的薄膜。磁滞回线和角度相关的FMR谱测量表明，易磁化轴沿纳米棒的纵向排列，有效的各向异性场为195 Oe。我们的工作克服了图案化YIG薄膜的困难，并提供了一种有效的手段来控制其磁性能和磁偏置条件。
2017-06-06 cond-mat.mes-hall
Planar Hall and Nernst effect in patterned ultrathin film of La0.7Sr0.3MnO3
我们观察到在图案化的La0.7Sr0.3MnO3（LSMO）薄膜（8 nm）中的横向热电势或平面能斯特效应（Planar Nernst Effect），其由施加在薄膜的面内的热流驱动，并且还研究了在相同的LSMO薄膜中的平面霍尔效应（PHE），其中面内电流为100 μ A。即使在5 K的温差下，薄膜（8 nm）中的平面能斯特效应也显示出与平面霍尔效应测量中观察到的相同的3 Oe的铁磁率，并证实了薄膜的铁磁性质。在250 K下，横向电压的角相关性呈现四重sin{theta} cos{theta}相关对称性，这与平面霍尔效应测量结果一致。
2016-06-05 cond-mat.mes-hall
Low-Damping Ferromagnetic Resonance in Electron-Beam Patterned, High-$Q$ Vanadium Tetracyanoethylene Magnon Cavities
由于生长铁氧体材料所需的特定条件，将图案化的低损耗磁性材料集成到微波器件和电路中提出了许多挑战，从而推动了对倒装芯片和其他间接制造技术的需求。低损耗（$α= 3.98 \pm 0.22 \times 10^{-5}$）、室温亚铁磁配位化合物四氰基乙烯钒（$\mathrm{V[TCNE]}_x$）是用于这些应用的有希望的新材料，其潜在地与半导体加工兼容。在这里，我们提出的沉积，图案化，和表征的$\mathrm{V[TCNE]}_x$薄膜的横向尺寸范围从1微米到几毫米。我们采用电子束光刻和剥离使用铝封装的聚（甲基丙烯酸甲酯），聚（甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸）共聚物双层（PMMA/P（MMA-MAA））的蓝宝石和硅。该工艺可以简单地扩展到其他常见的半导体衬底。通过这种方法图案化的膜保持低至25微米的低损耗特性，仅增加2倍，低至5微米。丰富的厚度结构和径向限制的自旋波模式揭示了图案化膜的质量。进一步的拟合、模拟和解析分析提供了交换刚度，$A_{ex} = 2.2 \pm 0.5 \times 10^{-10}$ erg/cm，以及对模式特征和表面自旋钉扎的见解。低于一微米，沉积是非共形的，这导致了有趣的和潜在有用的形态变化。这项工作建立了多功能性的$\mathrm{V[TCNE]}_x$的应用程序，需要高度相干的磁激发范围从微波通信到量子信息。
2019-10-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Measuring the magnetic moment density in patterned ultrathin ferromagnets with submicron resolution
提出了一种新的方法来推断垂直各向异性铁磁薄膜中磁矩$I_s$的面密度。它依赖于定量杂散磁场测量与原子大小的磁力计的基础上的氮空位中心的钻石。该方法适用于在1 nm厚的CoFeB膜图案化的微结构。我们报告的测量$I_s$与百分之几的不确定性和空间分辨率的范围内$(100$纳米）$^2$，改进了几个数量级的现有方法。作为应用的一个例子，我们测量了由He $^+$离子局部照射引起的$I_s$的修饰。该方法为研究纳米尺度下磁性的变化提供了一条新的途径。
2015-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit driven ferromagnetic resonance: A nanoscale magnetic characterisation technique
我们展示了一个可扩展的新的铁磁共振（FMR）技术的基础上的自旋轨道相互作用。交变电流驱动由稀磁半导体（Ga，Mn）As和（Ga，Mn）（As，P）图案化的均匀铁磁结构中的FMR。这允许直接测量单个纳米棒的磁各向异性系数和阻尼参数。通过分析的铁磁共振线型，我们进行矢量磁强计的电流感应驱动场，观察贡献与对称性的Dresselhaus和Rashba自旋轨道相互作用。
2010-12-10 cond-mat.mes-hall
Direct Imaging of Complex Spin Ice Behavior and Ordered Sublattices in Artificial Ferromagnetic Quasicrystals
我们已经成像的坡莫合金薄膜图案化成彭罗斯P2平铺（P2T），使用扫描电子显微镜与极化分析（SEMPA）的磁化纹理。P2T膜段具有近似均匀的双极磁化，类似于人工自旋冰，但具有不对称的顶点协调，其诱导由顶点畴壁中的交换相互作用介导的更复杂的自旋冰行为。包括长程偶极相互作用的数值模拟同意与SEMPA图像的生长P2T，并预测一个铁磁基态的二维P2T晶格的经典伊辛自旋。
2015-01-12 cond-mat.mes-hall
Spatial Imaging of Magnetically Patterned Nuclear Spins in GaAs
我们利用铁磁压印创建复杂的横向定义的区域的核自旋极化光刻图案的MnAs/GaAs外延生长的分子束外延（MBE）。具有约1微米空间分辨率的时间分辨克尔旋转显微镜使用电子自旋旋进直接成像GaAs核极化。这些测量结果表明，极化变化从最大值下的磁性台面到零几微米的台面周边，导致大（10**4 T/m）的有效场梯度。结果揭示了一个灵活的计划，横向工程的自旋相关的能量景观在固体状态。
2003-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of the stripe-domain phase in patterned Permalloy films
在铁磁坡莫合金（Py=Fe $_{20}$ Ni $_{80}$）中出现条纹畴是一种众所周知的现象，已被广泛观察和表征。这种特殊的磁结构只出现在厚度超过临界值（$d_{cr}$）的薄膜中，临界值强烈地取决于溅射条件（即沉积速率、温度、磁场）。到目前为止，$d_{cr}$通常被认为是均匀畴（H）和条纹畴（SD）之间的边界，分别位于$d_{cr}$之上和之下。在这项工作中，我们研究了从H到SD制度的过渡，在薄膜和微结构桥的Py具有不同的厚度。我们发现有一个中间制度，在一个相当显着的厚度范围低于d $_{cr}$，这是在受限的结构由一个快速变化的畴壁配置和由一个扩大的磁阻下降在矫顽场的信号。我们称之为新兴条带域（ESD）制度。从ESD到SD制度的过渡是伴随着在MFM中出现条纹的厚度处的磁阻比的急剧增加。
2016-08-04 cond-mat.mes-hall
Magnetic domain walls in strain-patterned ultrathin films
本文基于自旋极化扫描隧道显微镜测量，比较了Pt（111）上Co原子单层和Ir（111）上Ni/Fe原子双层中磁畴壁的特性。在这两种情况下，薄膜表现出大致三角形的位错线图案所产生的外延应变救济，以及面外的铁磁秩序。具有相反磁化的域由具有独特旋转方向的域壁分开，证明了由Co/Pt和Fe/Ir界面引起的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的重要作用。Co/Pt（111）中的畴壁是直的，并且通常在膜的几何收缩中发现，在那里它们可以使它们的长度最小化。相反，Ni/Fe/Ir（111）中的畴壁遵循复杂的路径，这可以与结构三角图案相关联。两个系统之间的比较表明，结构模式，尽管它们的相似性，有不同的影响域壁。在Co/Pt（111）的情况下，磁状态不受位错线网络的影响，与Ni/Fe/Ir（111）系统相反，在Ni/Fe/Ir（111）系统中，壁的形成在结构图案的特定位置处是有利的。
2018-08-24 cond-mat.mes-hall
Spin wave free spectrum and magnetic field gradient of nanopatterned planes of ferromagnetic cobalt nanoparticles: key properties for magnetic resonance based quantum computing
我们提出了一个研究的两个片钴纳米粒子退火SiO2层注入钴离子在微波Q波段的铁磁共振。本实验研究是作为一个功能的应用磁场取向，温度和剂量的注入钴离子。我们证明，这些磁性片的钴纳米粒子可以很好地模拟一个几乎二维的铁磁片，具有降低的有效饱和磁化强度，相比，一个规则的薄膜的钴。发现纳米颗粒在210 K以上是超顺磁性的，在此阻断温度以下是铁磁性的。静磁计算表明，通过在这种钴纳米颗粒磁性片中图案化的铁磁纳米条可以产生约0.1 G/nm的强磁场梯度。这种与电子顺磁共振相结合的强磁场梯度可以与基于耦合电子自旋的阵列实现中间尺度量子计算机相关，如先前报道的（Eur. J. B（2014）87，183）。然而，这种新方法只有在铁磁纳米结构的自旋波激发不引入额外的自旋退相干时才有效。因此，我们在理论上提出了一些可能的磁各向异性工程的钴纳米粒子，可以允许抑制自旋量子位退相干诱导的不必要的集体激发的自旋。
2014-10-11 cond-mat.mes-hall
Magnetostatic wave analog of integer quantum Hall state in patterned magnetic films
提出了一种在实际图形化铁磁薄膜中模拟整数量子霍尔（IQH）态的静磁自旋波。由于磁形状各向异性，薄膜中的磁矩位于平面内，而所有自旋波激发都是完全带隙的。在面外磁场下，薄膜获得有限的磁化强度，其中一些带隙的磁振子在饱和场附近变得显著软化。结果表明，由于磁偶极相互作用的自旋-轨道锁定性质，这些软自旋波体模带成为具有有限拓扑Chern整数的手征体模带。在IQH物理的散装边缘对应表明，这种体积模式带伴随着手征静磁自旋波边缘模式。边缘模式的存在是合理的微磁模拟和带计算的基础上线性朗道-Lifshitz方程。采用直观的物理参数，我们引入适当的紧束缚模型，这些软体积模式带。在紧束缚模型的基础上，我们进一步讨论了它在其他系统如垂直磁各向异性磁性薄膜中的应用。
2014-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ferromagnetic resonance phase imaging in spin Hall multilayers
利用时间分辨反常能斯特效应显微镜（TRANE）对自旋霍尔多层膜样品的磁旋进相位进行了实验成像，研究了样品的射频驱动场矢量。我们的铁磁共振（FMR）测量量化的相位和振幅的磁进动和电流，这使我们能够建立总的驱动场的方向和自旋霍尔效应的强度。在均匀宽度的沟道中，我们观察到横向穿过沟道的FMR相位的空间变化。我们解释我们的研究结果的背景下，使用自旋转移矩铁磁共振技术的电测量，并表明，所观察到的相位变化引入了系统的校正到自旋霍尔角，如果空间相位和振幅的变化不考虑在内。
2015-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of lateral device size and material properties on the ferromagnetic resonance response of spinwave eigen-modes in magnetic devices
我们分析了横向器件尺寸和磁性材料参数对铁磁共振响应的影响。提出的结果是直接相关的广泛使用的FMR实验技术提取磁参数从薄膜，其结果往往被假定结转到相应的纳米尺寸的图案化设备。我们发现，可以有显着的变化，在FMR响应与设备的大小，和变化的程度取决于磁性材料的属性。例如，这解释了为什么沿着这些路线的不同实验从阻尼测量中产生了不同的尺寸依赖趋势。观察到的趋势，随着尺寸的增加和不同的材料参数的解释，通过三个不同的本征模式的演变，展示了各自的作用，退磁和交换。研究还表明，在响应信号中存在主本征模的交叉，并伴随着共轭边型模，导致对测量线宽和阻尼的明显影响。在所考虑的尺寸中，在较高的饱和磁化强度下，我们观察到表观阻尼增加多达40%，这仅仅是由于器件尺寸的变化。
2012-12-31 cond-mat.mes-hall
Zeeman ratchets: pure spin current generation in mesoscopic conductors with non-uniform magnetic fields
我们认为，采用量子线实现的二维电子气（2DEG）作为自旋棘轮的可能性。我们表明，净自旋电流没有伴随的净电荷输运可以诱导在非线性制度的无偏外部驱动通过在量子线的两端的接触之间施加的交流电压。为了实现这一点，我们利用电子自旋的耦合到由在包含2DEG的半导体异质结构上图案化的铁磁条产生的不均匀磁场。使用递归格林函数技术，我们数值研究了两种不同的设置，由一个和两个铁磁条，分别。
2007-11-17 cond-mat.mes-hall
Magnonic crystalline properties of stripe textures in thin ferromagnetic films
Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, CNRS, Université Paris-Saclay（纳米科学和纳米技术中心，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）
研究铁磁薄膜中条纹纹理的磁振子晶体特性，采用微磁模拟计算模型铁石榴石薄膜自旋波谱，重点关注外场和立方各向异性影响，发现不同位置带隙对外加场响应不同，垂直磁场或立方各向异性存在时中间会出现额外带隙。
2026-07-22 cond-mat.mes-hall
Resonance-based Detection of Magnetic Nanoparticles and Microbeads Using Nanopatterned Ferromagnets
基于铁磁体的磁阻器件的生物传感一直由对器件的静态磁配置的颗粒诱导的变化的电检测主导。然而，使用场相关的高频磁化动力学用于磁性粒子探测具有潜在的优点。在这里，我们证明了使用纳米限制的铁磁共振周期性图案化的磁性膜的吸附的磁性颗粒的直径范围从6 nm到4 $μ$ m的检测。纳米图案化的膜包含孔阵列，这些孔可以作为小颗粒的优先吸附位点。空穴局域化粒子一致地作用以使图案化层的各种模式的谐振频率偏移，其中偏移极性由纳米图案的重复单位单元内的每个模式的局域化确定。相同的极性转移观察到一个大范围的覆盖，即使当空穴局域化的颗粒被覆盖的准连续的颗粒片。然而，对于大颗粒，优先吸附不再发生，导致共振位移的极性是独立的模式本地化。在连续层中可以看到类似的位移，其中对于小颗粒，层的基模的位移通常比图案化系统小约10倍，并且由在静态施加场的方向上超出颗粒发出的相对较弱的场引起。这突出了具有相对于附近粒子一致定位的受限模式的重要性。
2016-04-20 cond-mat.mes-hall
Unidirectional planar Hall voltages induced by surface acoustic waves in ferromagnetic thin films
研究了声表面波在铁磁薄膜中的感应电动势。在LiNbO $_3$衬底上沉积CoFeB薄膜，并将其图案化成霍尔条，研究了器件的声电输运特性。纵向和横向的直流电压，在霍尔酒吧，这是平行和正交的SAW的流动，分别开发，测量下的应用程序的平面磁场。纵向电压与SAW功率成线性比例，并且在改变SAW传播的方向时反转其极性，这表明通过SAW激励产生DC声电流。磁场对声电流的影响很小。与此相反，SAW感应的横向电压显示出显着的依赖于磁场和SAW传播方向之间的相对角度。这种场角相关电压类似于由电流感应的平面霍尔电压。有趣的是，角度相关的声横向电压不依赖于SAW传播方向。此外，等效的角相关声横向电阻的大小比平面霍尔电阻的大小大一个数量级以上。这些结果显示了铁磁薄膜独特的声电输运性质。
2019-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering Magnetic Anisotropy in Permalloy Films via Atomic Force Nanolithography
Université de Liège（列日大学）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Imec（微电子研究中心）
该研究利用原子力纳米光刻技术在永磁合金薄膜中精确调控磁各向异性，通过微米尺度沟槽阵列诱导平面单轴各向异性，展示出可控的磁性硬性调制及磁域结构定向设计。
2026-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
