Current-induced motion of a domain wall in magnetic nanowires
研究了具有易轴各向异性和易面各向异性的准一维铁磁体中磁畴壁的电流感生运动动力学。我们特别注意的情况下，一个尖锐的畴壁，并计算自旋扭矩所产生的电流。转矩有两个分量，其中一个分量作为磁畴壁运动的驱动力，而另一个分量使磁畴壁的形状变形，从而迫使磁矩偏离易平面。
2005-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Rapid Domain Wall Motion in Permalloy Nanowires Excited by Spin-Polarized Current Applied Perpendicular to the Nanowire
研究了垂直于坡莫合金纳米线施加的交变自旋极化电流激发下的磁畴壁动力学。自旋扭矩铁磁共振测量表明，DW振荡在纳米线中的钉扎站点可以激发高达800 m/s的速度在电流密度低于10 $^7$ A/cm $^2$。
2010-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced spin transfer torque effect for transverse domain walls in cylindrical nanowires
最近的研究预测了圆柱形纳米线中横向畴壁的非凡特性：零脱钉电流，不存在Walker击穿，以及作为畴壁振荡器的应用。为了可靠地控制畴壁运动，了解它们如何与能垒相互作用是很重要的。本文研究了铁磁圆柱形纳米线中横畴壁穿过势垒的运动和脱钉。我们使用磁场和自旋极化电流来驱动沿着导线的畴壁。使用磁场，我们发现，所需的最小和最大的领域，推动畴壁通过障碍相差30%。相反，使用自旋极化电流，我们发现的最小值的脱钉电流密度和最大值之间的一个因素130的变化。我们研究了脱钉电流密度作为势垒高度的函数，使用数值和分析方法。我们发现，对于势垒为40kBT的畴壁，约5 μ A的脱钉电流密度就足以使畴壁脱钉。我们揭示和解释的机制，导致这些异常低的脱钉电流。这种新的脱钉机制的一个要求是畴壁能够绕其自身的轴旋转。通过正确的势垒设计，自旋扭矩传递项正好作用于微磁系统中的阻尼，因此低电流密度足以快速积累足够的能量。这些关键的见解可能是至关重要的，在进一步发展新的存储器技术，如赛道存储器，可以通过低电流密度控制。
2011-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Single spin-torque vortex oscillator using combined bottom-up approach and e-beam lithography
采用自下而上的电沉积纳米线组装技术和电子束光刻技术，研究了Co/Cu/Co赝自旋阀纳米线的自旋转移矩和微波辐射。甚至在零磁场下也能获得微波信号。有趣的是，高频与磁场的可调性被证明，在0.4 - 2 MHz/Oe的范围内，取决于所施加的磁场相对于伪自旋阀的磁性层的取向。作为外部磁场的函数的频率值和发射信号频率与分析涡旋模型以及微磁模拟具有良好的定量一致性。
2013-03-14 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
Rectification of radio frequency current in ferromagnetic nanowire
我们报告了一个恒定波射频（RF）电流的整流，通过使用单层磁性纳米线，当RF电流流经纳米线时，谐振产生的直流电压。整流的机制进行了讨论的自旋扭矩二极管效应报告的磁性隧道结器件和整流被证明是直接归因于由RF电流的共振自旋波激发。
2007-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Synchronization of spin-torque driven nanooscillators for point contacts on a quasi-1D nanowire: Micromagnetic simulations
在本文中，我们提出了详细的数值模拟研究的同步两个自旋力矩纳米振荡器（STNO）在准一维几何形状：磁化振荡诱导在薄的NiFe纳米条纹的自旋极化电流注入通过正方形CoFe纳米磁体在这个条纹的顶部。在一个足够大的面外场，一个传播振荡模式出现在这样的系统。由于在1D系统中不存在几何引起的波衰减，这种模式有望实现STNO之间的长距离同步。事实上，我们的模拟预测，纳米线上的两个STNO的同步是可能的相互接触距离3 mkm（纳米线宽度50 nm）。然而，我们也发现了这个系统的同步行为的几个定性的新功能，这使得在这个几何形状的一个稳定的同步实现一个非常重要的任务。特别地，在纳米接触之间存在最小距离，低于该最小距离不能实现STNO的同步。此外，当第一触点中的电流值保持恒定时，同步振荡的幅度非单调地依赖于第二触点中的电流值。最后，对于通过触点的同一电流值，可能存在多个同步状态（具有不同的频率），具体取决于初始条件。
2012-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimal time-dependent polarized current pattern for fast domain wall propagation in nanowires: Exact solutions for biaxial and uniaxial anisotropies
纳米磁学中的一个重要问题是降低技术上有用的畴壁（DW）传播速度所需的电流。基于修正的Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程，同时考虑了Slonczewski自旋转移矩和类场矩，推导了DW沿纳米线快速传输的最佳自旋电流模式.在这样的条件下，DW的速度在双轴线可以提高多达十倍的速度相比，在实验中取得的。此外，自旋极化的快速变化可以帮助DW脱钉。可能的实验实现进行了讨论。
2010-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current induced torques and interfacial spin-orbit coupling: Semiclassical Modeling
在由铁磁层和具有强自旋轨道耦合的非磁性层组成的双层纳米线中，电流对磁化产生的转矩超过在简单铁磁纳米线中发现的转矩。由此产生的磁动力学似乎需要转矩，可以分为两个方面，阻尼类和场类。类阻尼扭矩通常源自描述体自旋霍尔效应和自旋转移扭矩的模型，而类场扭矩通常源自描述界面自旋-轨道耦合的Rashba模型。我们推导出一个模型的基础上，统一这些方法的玻尔兹曼方程。我们还考虑近似的玻尔兹曼方程，漂移扩散模型，定性再现的行为，但定量未能再现的结果。我们表明，玻尔兹曼方程与物理上合理的参数可以匹配的扭矩为任何特定的样品，但在某些情况下，它无法描述实验观察到的厚度依赖性。
2013-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Paving Spin-Wave Fibers in Magnonic Nanocircuits Using Spin-Orbit Torque
最近的研究表明，磁性纳米结构中的畴壁可以作为紧凑、节能的自旋波波导，用于构建磁振子器件，这些磁振子器件被认为是克服当今CMOS技术的挑战和瓶颈的有希望的候选者。然而，将长条畴壁压印到磁性纳米线中仍然是一个挑战，特别是在弯曲的几何形状中。在这里，通过微磁学模拟，我们提出了一种方法写入带畴壁弯曲的磁性纳米线使用自旋轨道扭矩。我们采用Y形磁性纳米结构以及S形磁性纳米线来演示注入过程。此外，我们验证了Y形的纳米结构，纳入条带畴壁可以作为优越的自旋波多路复用器，并且可以可控地操纵沿每个管道的自旋波传播。这种基于条形畴壁的自旋波多路复用器有望成为磁振子自旋电子学中的关键信号处理器件。
2017-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Landau-Lifshitz equation, the NLS, and the magnetic rogue wave as a by-product of two colliding regular "positons"
在这篇文章中，我们提出了一种新的方法来构造的精确解的Landau-Lifshitz-Gilbert方程（LLG）的铁磁纳米线。该方法基于LLG和非线性薛定谔方程（NLS）之间的关系，旨在解决一个老问题：如何仅用Darboux型变换就产生NLS的多重异常波解.这种类型的解（称为P呼吸子）已经被Dubard和Matveev证明存在，但他们的技术严重依赖于使用另一个非线性方程Kadomtsev-Petviashvili I方程（KP-I）的解及其与NLS的关系。我们已经证明，事实上，人们不必使用KP-1，而是可以达到相同的结果，只是与NLS解决方案，但只有当他们通过二进制达布变换打扮。特别是，我们的方法允许构建所有的Dubard-Matveev P呼吸子。此外，新的方法可以导致一些全新的，以前未知的解决方案。我们构建的一个特殊解描述了两个类似正子的波，它们相互碰撞，并在此过程中产生一个新的、短暂的流氓波。我们称这种不寻常的解决方案（流氓波后产生的两个孤子的影响）的“碰撞”。
2018-03-18 cond-mat.mtrl-sci nlin.SI
Micromagnetic understanding of current-driven domain wall motion in patterned nanowires
为了解释最近的实验报告的磁畴壁（DW）在纳米线携带电流的运动，我们提出了一个修改的自旋转移力矩项的Landau-Lifchitz-Gilbert方程。我们表明，它解释了，合理的参数，所测得的DW速度以及DW传播场在电流下的变化。我们还通过考虑粗糙的导线来引入双折射率。这导致了一个有限的DW传播场和DW传播的有限阈值电流，因此我们得出阈值电流是外在的。一些可能的模型，支持这个新的术语进行了讨论。
2005-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Control of Majorana Edge Modes by a g-factor Engineered Nanowire Spin Transistor
我们提出了操纵马约拉纳边缘状态通过杂化和自旋电流在纳米线自旋晶体管。自旋晶体管基于异质结构纳米线，该异质结构纳米线包括具有分别形成拓扑和非拓扑区域的大g因子和小g因子的半导体。束缚边缘态的杂化导致自旋电流和$4π$ -周期性扭矩，作为相对磁场角的函数-一种与分数约瑟夫森效应对偶的效应。在磁场几乎为零且自旋沿自旋轨道场方向守恒的非拓扑区域，我们建立了力矩与自旋流之间的关系。角动量转移可以通过灵敏的磁共振力显微镜技术检测。
2013-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
CoB/Ni-Based Multilayer Nanowire with High-Speed Domain Wall Motion under Low Current Control
通过磁输运测量间接观察到CoB/Ni基纳米线在（1.12 \pm 0.8）\times 10^{11} A m^{-2}的低电流密度驱动下磁畴壁的自旋转移矩运动.在阈值电流密度下测得零场时的高DW速度为85 \pm 4 m/s。当电流密度增加到2.6 \times 10^{11} A m^{-2}时，DW速度增加到197 \pm 16 m/s，然后在高电流密度区域快速下降，这归因于低阻尼因子和弱钉扎下的非绝热自旋转移力矩。B原子的加入降低了Co层的饱和磁化强度、Gilbert阻尼因子和钉扎点密度，使CoB/Ni多层纳米线更适合于实际应用。
2012-08-28 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Field- and temperature-modulated spin-diode effect in a GMR nanowire with dipolar coupling
强偶极耦合铁磁双层膜中共振自旋转移矩引起的自旋二极管效应的解析模型提供了场或激光调制下获得的磁场谱的共振频率和线形。激光照射的效果占通过引入的饱和磁化强度和各向异性的温度依赖性，以及热自旋转移扭矩。该模型的预测与实验数据进行了比较，获得与单一的Co/Cu/Co自旋阀，嵌入纳米线和电沉积。温度调制提供出色的信噪比。高的温度调制频率是可能的，因为这些纳米结构具有非常小的热容量并且仅是弱的热沉。这两种形式的调制引起的光谱，占模型的定性差异。
2017-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Domain Wall Motion in the Spin Valve Nanowires
根据Fert小组最近的实验，自旋阀铁磁纳米线中的畴壁运动速度与旧值相比几乎增加了一倍。在这项工作中，我们提出了一个额外的扭矩模型，所产生的层间交换相互作用，它可以增强或抑制的磁畴壁速度取决于交换常数的符号或相对于固定层的磁化方向的壁运动方向。
2008-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selective multiple domain wall injection using spin-orbit torque
我们从模拟和实验证明了一个简单的方案，在磁性纳米线的多个畴壁的选择性注入。该结构由铁磁/重金属双层材料制成的侧接触错位霍尔条组成。电流感应的自旋轨道转矩和外部磁场的组合允许形成具有特定磁化方向和长度的局部畴，从而在预定位置产生畴壁。在两侧的侧接触未对准与接触宽度相当的距离的情况下，可以通过简单地在不同的侧接触对之间施加电流来产生密集堆积的域。仿真结果表明，该方案可扩展到大量的域，其尺寸仅受畴壁宽度的限制。
2017-10-09 cond-mat.mtrl-sci
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
Resonant Nonlinear Damping of Quantized Spin Waves in Ferromagnetic Nanowires
我们利用自旋矩铁磁共振测量坡莫合金纳米线中偶极交换自旋波的光谱特性。我们的测量结果表明，几何约束的纳米线几何结构中的自旋波的阻尼有深远的影响。最低能量量子化自旋波模式的阻尼参数以共振方式取决于所施加的磁场，并且在随着纳米线宽度减小而增大的磁场处呈现最大值。这种阻尼的增强源于非线性共振三磁振子汇流过程，其允许在由纳米线几何形状中的自旋波谱的量化确定的特定偏置场值下进行。
2009-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Spin-Mechanical Device for Detection and Control of Spin Current by Nanomechanical Torque
我们提出了一种利用机械力矩控制和检测自旋电流的自旋机械器件。我们的混合纳米机电装置，它包含一个纳米线与铁磁-铁磁界面，设计用于测量或诱导自旋极化电流。由于自旋携带角动量，自旋翻转或自旋转移过程涉及角动量的变化-因此，扭矩-这使得能够对自旋翻转进行机械测量。相反，施加的扭矩可以导致自旋极化和自旋电流。
2005-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Frequency Domain Wall Oscillations in Ferromagnetic Nanowire with a Nanoscale Dzyaloshinskii Moriya Interaction (DMI) Region
Dzyaloshinskii Moriya相互作用（Dzyaloshinskii Moriya Interaction，Dzyaloshinskii Moriya Interaction）为许多新的手性结构（如Skyrmions）奠定了基础。在迄今为止的大多数研究中，磁层存在于整个磁性层中。在这里，我们报告我们的调查，铁磁纳米线，铁磁被限制在纳米级区域。我们观察到，磁性能的局部调制的影响下的自旋转移力矩的磁畴壁的振荡。振荡频率在几GHz内可调，这使得这一观察对神经形态计算中的应用可能有用。
2019-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulation of domain wall dynamics in TbFeCo single layer nanowire
我们证明了在TbFeCo单层纳米线（300 nm宽，150 $μ$ m长）中写入和调制磁畴壁的可能性。为了实现这一点，一个微小的磁畴成核的奥斯特场所产生的1.6 MHz的脉冲电流（35 mA的幅度，5-40 ns的长度）穿过导线。为了将壁写入到线，根据自旋转移力矩机制，使用DC电流将成核畴（在两侧具有两个壁）驱动到线。需要$J_c = 3.5\times10^{10} Am^{-2}$的临界电流密度来控制线中壁的运动。结果表明，通过外加电场和脉冲电流的大小可以调节纳米线中畴的大小。这对畴壁自旋力矩器件，特别是存储器件的写入过程有重要的指导意义。
2011-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Domain wall dynamics driven by adiabatic spin transfer torques
在第一近似中，称为绝热过程，电流的自旋极化方向平行于畴壁中的局部磁化矢量。因此，在磁畴壁内的自旋电流的方向的空间变化的结果在磁化上的一个解析的自旋转移力矩。我们表明，由这个自旋力矩驱动的畴壁运动有许多独特的功能，不存在于传统的壁运动由磁场驱动。通过解析和数值求解Landau-Lifshitz-Gilbert方程以及磁性纳米线中的绝热自旋矩，我们发现畴壁在初始施加电流时具有最大速度，但随着畴壁在其运动过程中开始变形，速度减小到零。我们计算了纳米线的畴壁位移和畴壁变形，并得出结论：基于自旋电流在畴壁中绝热传播的自旋力矩不能维持畴壁运动。我们还引入了一个新的概念，畴壁电感来表征的能力的自旋扭矩感生的磁能存储在畴壁。在畴壁钉扎中心存在的情况下，我们构造了磁场和自旋电流共同作用下畴壁脱钉扎的相图。
2004-07-27 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Effect of nonadiabatic spin transfer torque on domain wall resonance frequency and mass
通过解析模型和微磁学模拟研究了半环形纳米线中磁畴壁的动力学行为。我们发现，阻尼正弦振荡的磁畴壁周围的平衡位置的小位移角下的外部磁场在没有电流。通过研究电流诱导的非绝热自旋转移矩对磁畴壁共振频率和质量的影响，发现当非绝热自旋转移矩与绝热贡献之比大于1时，共振频率和磁畴壁质量均发生红移.
2011-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-magnonic spin-transfer torque and domain wall propagation
研究了磁性纳米线中自旋波通过横向磁畴壁的输运。结果表明，自旋波通过DW时没有反射。磁振子，自旋波的量子，在DW的两侧携带相反的自旋。结果，存在从传播的磁振子到DW的自旋角动量转移。该磁振子自旋转移力矩可以有效地驱动DW在与自旋波的方向相反的方向上传播。
2011-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Power optimization for domain wall motion in ferromagnetic nanowires
研究了铁磁细线中电流介导的畴壁动力学。导出了畴壁的有效运动方程。他们被用来研究的可能性，以优化的电流的畴壁在纳米线的运动所提供的功率。我们表明，一定的共振时间依赖性电流移动畴壁可以显着减少焦耳加热的导线，因此，它可以导致一个新的建议，最节能的存储设备。我们讨论了吉尔伯特阻尼、非绝热自旋转移力矩以及Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的存在如何影响这种功率优化。
2010-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin wave assisted current induced magnetic domain wall motion
通过微磁学模拟研究了磁性纳米线中自旋波的传播与电流驱动的横畴壁运动之间的相互作用。如果由于电流引起的自旋转移力矩导致的磁畴壁的速度与自旋波驱动的速度相当，则施加自旋波可以提高磁畴壁的速度。畴壁速度可以通过自旋波的频率和振幅来控制。自旋波的影响被抑制在高电流密度区，其中畴壁主要是由电流引起的自旋转移力矩驱动。
2011-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Nucleation instability preempts relativistic domain wall transport in high-exchange ferrimagnetic nanowires
Scuola Normale Superiore（高等师范学院）；Italian Institute of Technology（意大利理工学院）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
本研究通过磁光克尔效应显微镜观察GdCo纳米线中的自旋轨道矩驱动畴壁运动，发现成核不稳定性阻止了相对论性输运，并绘制了畴壁输运与成核不稳定性的动态相界。
2026-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Domain Wall Propagation and Pinning Induced by Current Pulses in Cylindrical Modulated Nanowires
三维磁性纳米技术的未来发展需要通过电流脉冲来控制畴壁动力学。虽然这已经在平面磁条（平面纳米线）中得到了广泛的研究，但很少有报道存在于圆柱形几何形状中，其中布洛赫点畴壁预计具有有趣的性质。在这里，我们报告这一调查在圆柱形磁性镍纳米线的几何缺口。基于同步辐射X射线磁圆二色性（XMCD）结合光电子发射电子显微镜（PEEM）的实验工作表明，大电流密度诱导畴壁成核，而较小的电流移动畴壁优选对电流方向。在没有钉扎中心的区域，我们发现畴壁速度约为1 km/s。在缺口区附近还发现了沿电流方向的畴壁运动。钉扎畴壁已被观察到不仅在几何收缩，但也在他们之外。热模拟表明，大电流密度暂时提高温度的纳米线以上的居里温度，导致在系统冷却过程中的域壁的成核。微磁模型与自旋扭矩效应表明，对于中等电流密度布洛赫点畴壁与手性平行的奥斯特场传播反平行于电流方向。在其他情况下，畴壁可以从凹口反弹和/或被钉在它们的位置之外。因此，我们发现，电流不仅是负责畴壁传播，但也是由于奥斯特场作用的钉扎源。
2022-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Metastable magnetic domain wall dynamics
通过微磁学模拟研究了直铁磁纳米线中亚稳磁畴壁在自旋波、外加磁场和电流诱导自旋转移力矩作用下的动力学行为。据发现，在一个稳定的壁相反，它是可能的，以取代亚稳畴壁在没有任何外部激励。另外，与畴壁激励方法无关，亚稳畴壁的速度远小于稳定畴壁，并且它们的位移方向可能与稳定畴壁不同，这取决于亚稳畴壁的结构。在电流诱导自旋转移矩激发下，畴壁位移的方向与非绝热自旋转移矩的强度直接相关。在粗糙纳米线中，亚稳壁的位移可以发生在远低于稳定壁的临界激发。此外，我们表明，它是可能的，无论是向前或向后位移的亚稳畴壁通过改变脉冲宽度的激发。
2011-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.comp-ph
Voltage control of domain walls in magnetic nanowires for energy efficient neuromorphic devices
利用微磁模型分析了一种用于实现人工神经元和突触的节能压控畴壁器件在室温热噪声存在下的性能。通过在存在Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的情况下利用与垂直磁各向异性的电压产生的应变控制相关联的自旋转移或自旋轨道转矩来控制畴壁运动，在磁隧道结的自由层中实现畴壁的不同位置以编程不同的突触权重。这种设备的缩放的可行性进行评估，在存在的热扰动，妥协的可控性。此外，人工神经元可以通过将该DW器件与CMOS缓冲器相结合来实现。这为实现节能的电压控制纳米磁性深度神经网络提供了一条可能的途径，该网络可以实时学习。
2019-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Template nanowires for spintronics applications: nanomagnet microwave resonators functioning in zero applied magnetic field
为了将自旋电子学的概念应用到实际的工业应用中，需要在零外加磁场下工作的低成本自旋电子器件。在这里，我们提出了第一个微波测量纳米磁体设备内的多孔膜电沉积制造。本文详细讨论了一种由三块纳米磁体组成的微波谐振腔，该谐振腔工作在零外磁场中。通过施加特定频率的微波信号，中间纳米磁体的磁化经历铁磁共振（FMR），并且该器件输出可测量的直流电流（自旋扭矩二极管效应）。或者，纳米器件可以用作在零场中起作用的微波振荡器。为了在微波频率下测试谐振器，我们开发了一种简单的测量装置。
2008-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall motions in perpendicularly magnetized CoFe/Pd multilayer nanowire
利用反常霍尔效应测量方法研究了600 nm宽的Ta（5 nm）/Pd（5 nm）/[CoFe（0.4 nm）/Pd（1.2 nm）] $_{15}$ /Ta（5 nm）多层膜纳米线中电流诱导畴壁运动.结果表明，在低至1.44 $\times$ × 10 $^{11}$ A·m $^{-2}$的电流密度下，可以驱动DW的运动.从脱钉场对电流的依赖关系中定量地分离了被认为是DW运动有效场的奥斯特场（$H_{Oe}$）和自旋转移矩场（$H_{ST}$）的影响。结果表明，壁的运动基本上是由非绝热性与高的非绝热因子$β$高达0.4。
2014-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Roles of adiabatic and nonadiabatic spin transfer torques on magnetic domain wall motion
电流在磁畴壁（DW）上施加转矩-所谓的自旋转移转矩（STT），导致DW运动。在低电流密度下，STT应该与铁磁纳米线中的无序竞争，但竞争的性质仍然知之甚少。通过实现DW速度相对于电流密度和磁场的二维等值线图，在这里，我们可视化明确不同的作用的两个STTs绝热和nonadiabatic的DW动力学的标度行为所产生的竞争。等高线图与广义标度理论的预测非常吻合，所有的实验数据都坍缩到一条曲线上。这一结果表明，绝热STT成为占主导地位的大电流密度，而非绝热STT-发挥相同的作用作为一个磁场-存在于低电流密度所需的新兴的磁性纳米器件实用。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanomechanical Detection of Itinerant Electron Spin Flip
自旋是一种固有的量子性质，其特征在于角动量。自旋状态的变化相当于角动量或机械扭矩的变化。这种自旋感应力矩在从测量光子的角动量、金属的g因子和磁共振到磁性多层膜中的磁化反转的实验中被称为内在机制。引入到纳米线中的自旋极化电流产生与巡游电子自旋翻转相关的力矩。在这里，我们报告的直接测量这种机械扭矩和巡回电子自旋极化在一个集成的纳米扭转振荡器，这可能会产生新的信息巡回的d-带电子。10^{-22} N m/ \sqrt{Hz}的前所未有的扭矩灵敏度可以使自旋电子学、CP破坏力的精确测量、DNA的解扭和扭矩产生分子的应用成为可能。
2009-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant adiabatic spin torque in magnetic tunnel junctions with a hybrid free layer structure
自旋矩转移（STT）的发现，使自旋电子器件的发展有了重大的进展。为了提高磁性隧道结的性能和理解自旋力矩转移的基本物理过程，人们研究了新的结构和材料。磁性纳米线的绝热自旋力矩效应是由于磁性的空间非均匀性引起的，已经在理论上得到了预测，并在实验上得到了证实。然而，这一重要的自旋力矩在磁性隧道结（MTJ）中却很少被关注，因为它在传统MTJ中的作用非常微弱。本文首次报道了具有混合自由层结构的MTJ器件中的巨大绝热自旋力矩。通过在混合自由层中沿电流方向引入空间磁不均匀性，实现了巨绝热自旋力矩的产生。结果表明，巨大的绝热自旋矩可以显著促进MTJ器件中的电流诱导开关过程：绝热自旋矩可以大于面内自旋矩，这使得在不同的偏置场下，可以利用单极电流实现开关。此外，绝热自旋力矩，这是成比例的空间非均匀性的水平，增加在切换过程中。数值模拟证实了所观察到的效果。这些结果对高密度STT-MRAM器件的未来具有深远的影响。
2009-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Angular and temperature dependence of current induced spin-orbit effective fields in Ta/CoFeB/MgO nanowires
在金属/铁磁体/氧化物三层膜中电流感生自旋轨道有效磁场提供了一种新的方法来操纵磁化强度，这是一种替代传统的电流感生自旋转移力矩所产生的非共线磁化。Ta/CoFeB/MgO结构由于其垂直各向异性和大电流诱导的自旋轨道有效场而被期望用于非易失性存储器和逻辑器件。然而，许多方面，如角度和温度依赖的有效场的现象是很少了解。在这里，我们评估的角度和温度依赖性的电流诱导的自旋轨道有效场考虑从反常和平面霍尔效应的贡献。在300 K时，有效场的纵向和横向分量与磁化方向有很强的角度依赖关系。横向场随温度的降低而显著降低，而纵向场则表现出较弱的温度依赖性。我们的研究结果揭示了重要的功能，并提供了一个更全面的了解电流诱导的自旋轨道有效场的机会。
2014-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universality between current- and field-driven domain wall dynamics in ferromagnetic nanowires
自旋极化的电流对局部磁自旋施加转矩，导致铁磁纳米线中的磁畴-壁（DW）运动。这种电流驱动的DW运动为下一代由电流而不是磁场控制的磁性器件提供了巨大的机会。然而，电流驱动的DW运动的性质-被认为与磁场驱动的DW运动有质的不同-仍然还不清楚，主要是由于痛苦的高操作电流密度J_OP，这引入了不可控的实验伪像与严重的焦耳加热。降低J_OP对器件的实际运行也是至关重要的。通过使用具有垂直磁各向异性的金属Pt/Co/Pt纳米线，我们在这里证明了DW在电流密度低至10^9 A/m^2的范围内的运动-比现有报告小两个数量级。令人惊讶的是，电流驱动的运动表现出与场驱动的运动相同的缩放行为，因此，尽管它们有质的差异，但属于相同的普适性类。此外，由电流或场（或两者）驱动的所有DW运动都坍缩到一条曲线上，这表明两种驱动机制的统一。统一的法律体现在低电流密度下的非零电流效率下降到实用水平，适用于新兴的磁性纳米器件。
2010-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chargeless spin current for switching and coupling of domain walls in magnetic nanowires
通过电场和/或温度梯度产生和控制纯自旋电流（没有净电荷流）的演示是寻求低功耗电子器件的重要飞跃。是否以及如何利用这种电流来驱动和控制存储在磁畴壁（DW）中的信息的关键问题仍然是突出的，并且在这里被解决。我们证明了纯自旋电流作用于磁条中的DW，并具有有效的自旋转移矩，导致DW相互分离动力学和皮秒磁化反转。此外，出现了长程（$\sim$ mm）反铁磁DWs耦合。如果一个DW被几何收缩钉扎，则自旋电流引起动态自旋轨道相互作用，该动态自旋轨道相互作用触发由$\vec{E} \sim \hat{e}_{x} \cdot (\vec{n}_{1} \times \vec{n}_{2})$确定的内部电场，其中$\vec{n}_{1/2}$是有效DW取向，并且$\hat{e}_{x} $是它们的空间分离矢量。这导致导线中的电荷积累或持续电流。由于DW通常是可实现和可调谐的，因此预测的效果具有真正的节能自旋电子器件的潜力。
2013-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced skyrmion motion via strip domain wall
当磁性Skyrmion在磁性纳米线中的自旋轨道扭矩下移动时，它们会经历Skyrmion霍尔效应，这会将它们推向纳米线边缘，在那里它们有被湮灭的风险;这对它们的驱动速度设置了上限。然而，同样的磁性多层包含skyrmions可以维持沿着纳米线长度的Néel型条带畴壁，潜在地保持skyrmions与边缘分离。在这里，我们研究了电流驱动的skyrmion和畴壁之间的相互作用，发现它们增加了湮灭电流，并允许skyrmion移动得更快。基于Thiele形式主义，我们确认，紧急纵向排斥力和修改后的能源景观连接到域壁负责增强skyrmion运动。此外，我们确定的纵向排斥力的出现，因为在skyrmion前面的局部磁化轴对称破缺。我们的研究揭示了来自不同同伦群的两个拓扑磁纹理之间相互作用的关键方面，并可能激发新的设备概念。
2020-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall dynamics in easy-cone magnets
本文从理论和数值计算两方面研究了易锥磁体纳米线中的磁畴壁动力学。与易轴畴壁相比，易锥畴壁表现出几种不同的动力学特征。易锥畴壁的特征与由于畴壁旋进而产生的额外手征自旋织构有关，这对于各种驱动源如磁场和自旋转移力矩是常见的。独特的易锥畴壁动力学可以丰富磁畴壁的研究，并在基于易锥畴壁的器件应用中找到用途。
2018-10-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Current-induced motion of a transverse magnetic domain wall in the presence of spin Hall effect
我们从理论上研究了双层纳米线中横向磁畴壁的电流诱导动力学，双层纳米线由铁磁体和非磁体组成，具有强的自旋轨道耦合。畴壁动力学的特征在于两个阈值电流密度，$J_{th}^{WB}$和$J_{th}^{REV}$，其中$J_{th}^{WB}$是畴壁的手性切换的阈值，$J_{th}^{REV}$是由自旋霍尔效应引起的反转畴壁运动的另一阈值。对于满足条件$J_{th}^{WB} > J_{th}^{REV}$和α> β（α为Gilbert阻尼常数，β为自旋力矩的非绝热性）的系统，具有一定手征性的畴壁可以在电流范围$J_{th}^{REV} < J < J_{th}^{WB}$内沿与电子流方向相反的方向高速运动。微磁模拟证实了分析结果的有效性。
2012-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
