Carrier dynamics in ultrathin gold nanowires: Role of Auger processes
金属纳米结构中的载流子动力学受到其限制尺寸的强烈影响。尺寸为$\sim 2$ nm的金纳米颗粒位于分离金属和非金属行为的边界。在这项工作中，我们报告的载流子动力学在高纵横比的金纳米线（Au UNWs）的平均直径$\sim$ 2 nm使用泵（3.1 eV）和相干白光连续作为探针在1.15 eV至2.75 eV的光谱范围内。在极端激发状态下，金纳米线中的瞬态载流子动力学比通常使用的双温模型预测的要慢。我们确定了俄歇辅助载流子加热过程，减缓了热载流子冷却动力学。拟合的数据的速率方程模型产生的金纳米结构的俄歇系数的估计。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit torque driven chiral magnetization reversal in ultrathin nanostructures
我们表明，自旋-轨道力矩诱导的磁化翻转在纳米磁体呈现Dzyaloshinskiii-Moriya（Dzyaloshinskiii-Moriya）相互作用是由在边缘的手性域成核。形核是由外加面内磁场和畴壁扩展引起的。我们的微磁模拟表明，直流开关电流可以被定义为边缘成核电流，它强烈地减少与振幅的增加的双稳。这种描述使我们能够建立一个简单的分析模型，定量预测开关电流。我们发现，域成核发生下降到15 nm的横向尺寸，定义的长度尺度的反转机制，超过该反转机制接近宏观自旋行为。开关是确定性的和双极性的。
2015-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic microscopy and simulation of strain-mediated control of magnetization in Ni/PMN-PT nanostructures
应变介导的薄膜多铁性材料包括压电/铁磁异质结构，使得能够以比其他方法高得多的效率对磁化进行电操纵;然而，由这些材料制造的纳米结构的研究受到限制。在这里，我们表征铁磁镍纳米结构的铁电PMN-PT基板上生长的扫描电子显微镜与极化分析（SEMPA）和微磁学模拟。Ni纳米结构的磁化强度可以通过样品几何形状和施加的电场的组合来控制，所述电场使铁电衬底应变并通过磁致弹性耦合改变磁化强度。我们评估两种类型的模拟铁磁纳米结构的应变铁电基板：传统的微磁模拟，包括一个简单的单轴应变，耦合微磁弹性动力学模拟。这两个模拟定性地捕捉所施加的应变产生的磁化变化的响应，与耦合的解决方案提供更准确的表示。
2016-10-03 cond-mat.mes-hall
Magnetization noise in magnetoelectronic nanostructures
通过散射理论，我们表明，在正常的电导体与纳米级铁磁体接触的自旋电流噪声增加的磁化噪声通过一个波动的自旋转移力矩。根据涨落耗散定理，自旋流中的约翰逊-奈奎斯特噪声与由于自旋泵浦而增加的吉尔伯特阻尼有关。自旋电流散粒噪声在施加偏压的存在下是在低温下的磁化噪声的主要贡献。
2005-01-13 cond-mat.mes-hall
Fingerprinting the magnetic behavior of antiferromagnetic nanostructures using remanent magnetization curves
采用纳米铸造法制备了Co 3 O 4、CoO和Cr2 O3的反铁磁纳米结构，并对其进行了磁学表征。磁场和温度依赖的磁化强度数据表明，纳米结构由核壳结构。如先前在Co 3 O 4纳米线上所示，核表现为规则的反铁磁体，并且壳表现为场（2d DAFF）中的二维稀释反铁磁体[Benitez等人，物理修订版信函101，097206（2008）]。在这里，我们提出了一个更一般的图片上三种不同的材料系统，即Co 3 O 4，CoO和Cr2 O3。特别是，我们认为热释光（TRM）和等温线（TRM）的磁化曲线作为“指纹”，以确定不可逆的磁化贡献源于壳。的TRM/DAF指纹进行比较的超顺磁系统，超自旋玻璃和3D DAFF。我们表明，TRM/TRM与H图通常是有用的指纹，以确定遇到的不可逆磁化贡献，特别是在纳米磁体。
2010-09-13 cond-mat.mes-hall
Planar Hall effect in ultrathin topological insulator films
针对拓扑绝缘体中平面霍尔效应（PHE）被抑制的问题，本文证明超薄TI薄膜中面内磁化的表面间隧穿耦合可诱导电子各向异性实现有限PHE，并发现强面内磁化能稳定厚度依赖的量子反常霍尔效应，推进磁性拓扑相理解及相关器件研发。
2025-04-15 cond-mat.mes-hall
Noise and dissipation in magnetoelectronic nanostructures
利用磁电子电路理论研究了磁性纳米结构中的耦合电流和磁化噪声。自旋电流的波动，这取决于磁配置，被发现是一个重要的来源磁化噪声和阻尼在薄层系统。自旋阀中增强的磁化涨落可以通过它们对电阻噪声的影响来直接测量。
2009-02-22 cond-mat.mes-hall
Layer specific observation of slow thermal equilibration in ultrathin metallic nanostructures by femtosecond x-ray diffraction
纳米金属多层膜中的超快热输运在光致退磁、再磁化和开关方面具有重要意义。利用超快X射线衍射（UXRD）研究了金（Au）/铁磁镍（Ni）双层体系的结构响应和能流。光的穿透深度超过双层厚度，从而阻止来自光学探针的明确的层特异性信息。即使激发脉冲是从金侧入射，我们观察到一个非常迅速的加热的镍晶格，而金晶格最初仍然是冷的;随后的热传递从镍到金晶格被发现是两个数量级慢于预测的传统的热方程和远低于电子-声子耦合时间在金。这两个观测结果都与激发波长无关，尽管对于相同的能量密度，400 nm光激发Au中的电子是800 nm光的十倍。简单模型计算表明，Ni和Au中电子比热的不同以及电子-声子耦合的不同迅速地迫使大部分热能进入Ni晶格。我们的研究结果表明，飞秒UXRD提供了一个实验帐户的热传输超过个位数纳米的距离作为超快自旋动力学的热框架。
2018-03-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Orbital torque and efficient magnetization switching using ultrathin Co|Al light-metal interfaces: Experiments and modeling
Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay（阿尔贝·费尔特实验室，法国国家科学研究中心，泰雷兹集团，巴黎萨克雷大学）
本研究通过实验与建模探讨了超薄Co|Al轻金属界面在轨道扭矩和高效磁化翻转中的作用，揭示了轨道极化生成的关键机制。
2025-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization reversal assisted by half antivortex states in nanostructured circular cobalt disks
半反涡，一个基本的拓扑结构，决定磁化反转的亚微米磁性器件与畴壁，已被建议也发挥了至关重要的作用，在旋转力矩诱导的涡核反转的圆盘。在这里，我们报告的磁化反转的圆盘纳米孔通过连续的亚稳态与半反涡旋。面内各向异性磁电阻和宽带磁化率测量伴随着微磁模拟显示，具有两个和三个线性排列的纳米孔的钴盘相对于外部磁场以45度和135度定向，显示出可再现的阶跃。类似于由于由涡旋和半反涡旋介导的不同中间状态之间的转变而引起的各向异性磁阻和磁导率的变化，点纳米孔和边缘，分别。我们的研究结果是相关的多孔为基础的自旋电子和磁存储器件的发展。
2015-01-22 cond-mat.mes-hall
The Faraday effect in magnetoplasmonic nanostructures with spatial modulation of magnetization
研究了具有非均匀、周期性调制空间磁化强度分布的磁等离子体纳米结构中的磁光法拉第效应。结果表明，在这样的纳米结构的法拉第效应可以经历的等离子体激元和波导光学模式激发的光谱范围内的共振增强。这对于$s$和$p$ -偏振光都发生。这种效应可以用于磁性材料中短自旋波的光谱选择性检测。
2022-05-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Defect-Correlated Skyrmions and Controllable Generation in Perpendicularly Magnetized CoFeB Ultrathin Films
Skyrmions由于其拓扑自旋结构和迷人的物理特性引起了人们极大的兴趣。Skyrmion相出现在具有Dzyaloshinskiiii-Moriya（DM）相互作用的材料中，在非中心对称材料的界面或体积中。然而，虽然skyrmions实验产生的制造，微观结构，磁化和skyrmions的存在之间的一个关键的内在关系仍然有待建立。在这里，两个系列的CoFeB薄膜与控制原子尺度的结构来揭示这种关系。通过反转的生长顺序，可以人为地调整的缺陷的量，和skyrmions被证明是优先形成在缺陷部位。利用一级反转曲线可以有效地控制返回磁化环中Skyrmions的稳定区和密度，达到各种亚稳态。这些发现建立了从样品制备到skyrmion生成的一般和内在关系，提供了一种通用的方法来控制skyrmion密度。
2020-06-04 cond-mat.mes-hall
Asymmetric driven dynamics of Dzyaloshinskii domain walls in ultrathin ferromagnetic strips with perpendicular magnetic anisotropy
从微磁学的数值和解析两个方面研究了具有垂直磁各向异性的超导铁磁条中畴壁的动力学行为。的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的影响已被认为是一个双层条安排，引起Dzyaloshinskii域壁的形成。这种壁在平衡条件下具有由一定取向角限定的内部磁化结构，使得它们被认为是布洛赫壁和内尔壁之间的中间构型。两种不同的动力学被认为是，场驱动和电流驱动的动力学，特别是，由于自旋霍尔效应的自旋力矩促进的一个。结果表明，固有的不对称性与畴壁磁化方向的旋转之前，达到固定制度，其特征在于由一个恒定的终端速度。对于静止时的某个初始DW磁化取向，旋转确定DW磁化在达到静止运动之前的重新取向是平滑的还是突然的。这种不对称性影响DW运动，甚至可以在短时间内逆转。此外，它被发现，在电流驱动的动态的情况下，终端速度可能取决于初始DW磁化方向在休息或纵向注入电流的符号。
2015-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cryogenic Magnetization Dynamics in Chemically Stabilized, Tensile-Strained Ultrathin Yttrium Iron Garnets with Tunable Magnetic Anisotropy
Chung-Ang University (CAU)（中央大学）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微结构物理研究所）；Nagoya University（名古屋大学）
研究通过化学稳定性驱动降低低温损耗，揭示超薄YIG薄膜在低温下具有超低损耗和可调磁各向异性，强调化学和动力学因素对 cryogenic 磁性应用的重要性。
2026-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modification of the Bloch law in ferromagnetic nanostructures
铁磁纳米结构中磁化强度的温度依赖性（例如，纳米颗粒或纳米团簇）通常通过布洛赫定律的经验扩展来分析，该布洛赫定律对于与观察到的数据的良好拟合足够灵活，并且指示与块状材料相比磁耦合的强烈软化。我们解析推导出一个微观广义的Bloch定律的海森堡自旋模型，考虑到大小，形状和各种表面边界条件的影响。结果建立了明确的连接到微观参数和显着不同，从现有的描述。特别是，我们用一个具体的例子表明，后者可能是误导和严重高估了纳米粒子的磁软化。很清楚为什么通常的$T^{3/2}$依赖性在某些纳米结构中似乎是有效的，而大的偏差是一般规律。我们证明，几何特性和耦合到环境的组合可以用来有效地控制磁化，特别是，达到高于在散装材料的磁化。
2014-04-01 cond-mat.mes-hall
Spin Currents in Metallic Nanostructures; Explicit Calculations
在沉积在金属衬底上的超薄铁磁体中，自旋旋进运动的激发在衬底中产生自旋电流，将角动量传输出薄膜。这种现象被称为自旋泵，并且是自旋运动的阻尼源。自旋抽运在描述其他纳米和亚纳米系统的自旋动力学中也起着重要作用。在本文中，我们提出了一种基于Kubo形式主义的方法，允许明确计算这种自旋电流及其空间变化。我们使用的形式主义，探讨在一个简单的模型系统的自旋运动所产生的自旋电流的功能。
2011-12-03 cond-mat.mes-hall
Twisted ultrathin silicon nanowires: a possible torsion electromechanical nanodevice
纳米线已经被考虑用于纳米计量学中的许多应用。在这样的背景下，我们已经探索了使用扭曲的纳米线作为扭转纳米天平，以高精度探测分子水平上的力和扭矩的可能性，类似于库仑的扭秤静电计的纳米级系统。为了实现这一目标，我们进行了第一性原理研究扭曲的硅纳米线的结构和电子性质，在其原始和氢化的形式。结果表明，具有五边形和六边形截面的线是最薄的稳定的硅纳米结构。此外，对于小的扭转变形，所有金属丝都遵循胡克定律行为。氢化导致自发扭曲，但角弹性常数大大小于各自的原始形式。我们观察到相当大的变化，扭转后的纳米线的电子性质，这使得设想的可能性相关的扭转角变形与纳米线的电子输运。这可能最终允许在分子水平上直接获得原子间力的测量。
2014-11-03 cond-mat.mes-hall
From Digital to Analogue Magnetoelectronics: Theory of Transport in Non-Collinear Magnetic Nanostructures
磁电子学主要是数字的，即由上下磁化控制。相比之下，模拟磁电子学利用非共线磁化配置发生的现象。在这里，我们回顾了最近被应用到非共线磁性纳米结构中的两个和多端结构，即随机矩阵和电路理论的输运理论。这两种方法都不适用于像垂直金属自旋阀这样的电阻环境中的高度透明系统。这个问题的解决方案是常规和自旋混合电导参数的重整化。
2003-04-18 cond-mat.mes-hall
Magnetic hysteresis in nanostructures with thermally-controlled RKKY coupling
最近证明的间接交换耦合的磁性多层膜的非原位热控制的机制进行了讨论，为不同的间隔层的设计。温度引起的变化的磁滞磁化强度与不同类型的竞争层间交换相互作用。理论分析表明，所测量的阶梯状形状和磁滞的磁化回线是由于在强铁磁膜内的纳米微晶的局部面内磁各向异性。实验和理论的比较被用来对比基于（i）间接（RKKY）和直接（非RKKY）层间交换相互作用以及（ii）间接铁磁和间接反铁磁（均为RKKY型）层间交换的竞争的磁化翻转机制。
2018-07-04 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance in nanostructures: the role of nonuniform current
我们发展了一种计算磁性纳米结构磁电阻的方法。我们离散的磁盘在小细胞和数值求解的Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程，以获得其磁化剖面。我们认为，各向异性磁电阻（AMR）的主要来源依赖于当地的磁化。然后，我们将其作为输入，使用松弛方法数值计算电阻和电流分布。我们展示了如何磁电阻测量可以是有用的，以获得有关磁结构的信息。此外，我们得到了不同的磁配置在静态和动态制度的非均匀电流分布。
2011-12-06 cond-mat.mes-hall
Metadynamics study of the temperature dependence of magnetic anisotropy and spin-reorientation transitions in ultrathin films
我们采用元自洽模拟计算的自由能景观的铁磁薄膜和磁各向异性的温度依赖性和自旋重取向转变进行了系统的研究。通过使用一个简单的自旋模型，我们恢复了众所周知的幂律行为的磁各向异性能对磁化强度和提出了一个相当详细的分析自旋重取向的转变，在SiO2薄膜。基于张量交换相互作用和第一性原理计算得到的各向异性参数，我们对Au（001）和W（110）表面上的Fe双层进行了模拟。在Fe $_2$ W（110）的情况下，我们的模拟显示出与实验一致的面外到面内自旋重取向转变。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall
Magnon transport in $\mathrm{\mathbf{Y_3Fe_5O_{12}}}$/Pt nanostructures with reduced effective magnetization
对于利用磁振子自旋电流的应用，必须使降低自旋电导率的阻尼效应最小化。本文研究了有效磁化强度强烈降低的钇铁石榴石薄膜中的磁振子输运。我们表明，在一个三端设备的有效磁振子电导率可以增加一个因素高达6由施加到调制器电极的电流，产生阻尼补偿阈值电流以上。此外，我们发现这个阈值电流的线性依赖于所施加的磁场。我们可以通过减少的有效磁化和相关的近圆形磁化进动来解释这种行为。
2021-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of intrinsic damping of perpendicularly magnetized ultrathin films from time resolved precessional magnetization measurements
磁化动力学的强烈影响阻尼。有效阻尼常数αeff通常由系统被激发到其非平衡态后磁化的自由感应衰减的谱线宽度通过实验确定。然而，这样的αeff既反映了固有阻尼，也反映了非均匀加宽。在本文中，我们比较了测量的磁化强度的动力学在非外延薄膜具有垂直磁各向异性使用两种不同的技术，时间分辨磁光克尔效应（TRMOKE）和混合光电铁磁共振（OFMR）。通过使用一个外部磁场，这是在非常小的角度施加到膜平面中的TRMOKE研究，我们开发了一个明确的封闭形式的解析表达式的TRMOKE光谱线宽，并显示如何可以用来可靠地提取固有的吉尔伯特阻尼常数。用这种方法测得的阻尼常数与用OFMR方法测得的相同样品的阻尼常数非常吻合。我们的研究表明，渐近高场的方法，经常使用的TRMOKE方法，以区分固有的阻尼从有效的阻尼可能会导致显着的错误，因为这样的高外部磁场，需要使这种方法有效，他们是遥不可及的。固有阻尼常数越低，误差越大，因此可以解释TRMOKE研究中经常报告的过高阻尼常数。在传统的铁磁共振（FMR）研究中，非均匀贡献可以很容易地从FMR线宽的磁场依赖性的本征阻尼贡献区分。使用类似的方法，我们展示了如何可靠的固有阻尼值可以从TRMOKE提取。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph
Anisotropic In-Plane Phonon Transport in Ultrathin Silicon Membranes Guided by Nano-Surface-Resonators
在二维材料中，声子沿不同晶格方向的各向异性输运已经被观察到，然而，当厚度超过几个原子层时，这种效应随着厚度的增加而减弱。在这里，我们建立了一个新的机制，诱导各向同性对称准二维材料中的各向异性声子输运。声子的传播是由表面纳米结构的共振杂化引导的。我们证明了3 nm厚的硅膜与表面纳米鳍的热导率是由$\sim50\%$平行于鳍比垂直于鳍。
2019-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the magnetization textures in NiPd nanostructures
我们已经观察到奇特的磁化纹理Ni $_{80}$ Pd $_{20}$纳米结构使用三种不同的成像技术：磁力显微镜，光电子显微镜下的偏振X射线吸收，和扫描电子显微镜与偏振分析。具有强横向电荷和弱条纹结构的类金刚石结构域的出现证明了这些纳米带中存在横向和垂直各向异性。这种各向异性被认为是加强随着温度的降低，在150 K的简化的域结构证明。提出了一个热应力松弛模型来解释这些观测结果。弹性计算耦合到微磁模拟定性支持这个模型。
2011-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Indication for macroscopic quantum tunneling below 10 K in nanostructures of SrRuO3
研究了巡游铁磁体SrRuO 3（Tc~150 K）纳米结构的磁化反转。我们发现，到10 K的磁化反转是由热激活为主。从2 - 10 K，磁化反转变得与温度无关，提高了由宏观量子隧穿（MQT）主导的反转的可能性。一个10 K的交叉MQT是一致的，与非常大的各向异性场（~7 T）的SrRuO 3。
2012-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetization patterns in $\text{GaAs}$-$\text{Fe}_{\text{33}}\text{Co}_{\text{67}}$ core-shell nanorods
本研究利用XMCD-PEEM和STXM技术探究了GaAs-Fe33Co67核壳纳米棒的静态磁性，通过设计特定磁易轴在曲面促进三维螺旋序，并观察到了垂直磁场对纵向磁化的方位角分量调制作用。
2024-08-26 cond-mat.mes-hall
Gyroid ferromagnetic nanostructures in 3D magnonics
Institute of Spintronics and Quantum Information, Faculty of Physics, Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学物理学院自旋电子学与量子信息研究所）
研究探讨gyroid铁磁纳米结构在三维磁子学中的应用，揭示其在磁化纹理、自旋波模式局域化及可控传播方面的潜力。
2024-07-08 cond-mat.mes-hall
Spin-current manipulation of photoinduced magnetization dynamics in heavy metal / ferromagnet double layer based nanostructures
自旋电流提供了一种控制静态和动态磁特性的方法，因此它们对于下一代MRAM器件或自旋扭矩振荡器至关重要。在光磁效应的背景下，操纵动力学是特别有趣的。在典型的$3d$过渡金属铁磁体如CoFeB中，光致磁化动力学的寿命被限制为大约1 ns，这例如强烈限制了利用磁振子晶体滤波装置中的波性质的机会。在这里，我们调查的潜在的自旋电流，以增加自旋波寿命的功能双层系统，由重金属（8纳米的$β$ -钽（铂））和5纳米CoFeB。由于自旋霍尔效应，当横向充电电流通过条带时，重金属层产生横向自旋电流。利用时间分辨的全光泵浦探测光谱，我们研究了这种自旋电流如何影响相邻CoFeB层的磁化动力学。我们观察到一个线性的自旋电流操纵的有效吉尔伯特阻尼参数的Kittel模式，我们能够确定系统的自旋霍尔角。此外，我们测量的自旋电流的高频模式的强烈影响。我们解释这种模式的交换占主导地位的高阶自旋波共振。因此，我们推断出强烈的依赖性的交换常数的自旋电流。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall
One-dimensional in-plane edge domain walls in ultrathin ferromagnetic films
研究了具有单轴面内磁各向异性的铁磁薄膜中一维边缘畴壁的存在性及其性质。在这些材料中，磁化矢量被约束为完全位于膜平面内，优选方向由磁晶易轴决定。我们考虑在附近的一个直膜边缘取向在一个任意角度相对于易磁化轴的磁化分布。为了使微磁能最小化，这些轮廓形成过渡层，其中磁化矢量旋转远离易磁化轴的方向以与膜边缘对准。我们证明了作为适当的一维微磁能泛函的极小值的边缘畴壁的存在性，并表明它们是在边缘处具有Dirichlet边界条件的相关Euler-Lagrange方程的经典解。我们还进行了数值研究，这些一维畴壁和揭示这些畴壁轮廓的进一步属性。
2018-02-05 cond-mat.mes-hall math.AP nlin.PS
Ferromagnetic resonance linewidth in ultrathin films with perpendicular magnetic anisotropy
具有垂直磁各向异性（PMA）的过渡金属铁磁膜具有比诸如纯铁（Fe）和坡莫合金（NiFe）薄膜的软磁材料大一个数量级的铁磁共振（FMR）线宽。利用宽带铁磁共振装置研究了PMA掺杂Ni $|$ Co多层膜中线宽增强的原因。对于垂直施加的场，FMR线宽线性地依赖于频率，并且当磁化旋转到膜平面中时显著地增加。用氦离子辐照薄膜，降低了PMA和PMA参数的分布。这导致面内磁化的FMR线宽大大减小。这些结果表明，在PMA的波动导致一个大的两个磁振子散射贡献的线宽面内磁化，并建立吉尔伯特阻尼增强，在这样的材料（$α\approx 0.04$，相比于$α\approx 0.002$纯Fe）。
2009-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unraveling Nanostructured Spin Textures in Bulk Magnets
磁性的关键挑战之一仍然是确定厚样品（如永磁铁）体积内的纳米级磁化分布。由于中子的大穿透深度，磁小角中子散射（SANS）是一种强大的技术来表征散装样品。磁性SANS的主要挑战是从互易散射数据中获取真实空间磁化矢量场。在这封信中，介绍了一种快速迭代算法，它允许人们从散射图案中提取潜在的二维磁关联函数。这种方法在这里被用来分析的磁性微结构的Nanoperm，纳米晶合金，这是广泛应用于电力电子，由于其非凡的软磁性能。结果表明，计算得到的关联函数清晰地反映了三维磁化矢量场在探测器平面上的投影，表明所采用的方法可用于直接探测纳米级大体积样品的自旋织构。
2020-07-31 cond-mat.mes-hall
Dynamic interfacial effects in ultrathin ferromagnetic bilayers
该研究结合 TR-MOKE 测量与 μT 模拟，揭示 Co/Py 超薄双层膜在 fs 与 ns 尺度下界面耦合由解耦退磁转向协同进动的动态机制。
2025-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Simultaneous imaging of strain waves and induced magnetization dynamics at the nanometer scale
应变的变化可以用来改变晶体结构中的电子和磁性，操纵纳米颗粒和细胞，或控制化学反应。磁弹性（ME）效应--由磁性材料的弹性形变（应变）引起的磁特性的改变--已经被提出作为用于纳米元件的磁化状态的低功率控制的磁场的替代方法，因为它避免了引起欧姆损耗的充电电流。多铁性异质结构\cite{Zheng2004}和纳米复合材料已经利用这种效应来研究磁态的电控制，主要是在静态状态下。结合应变和磁化动力学的定量研究需要实际应用，到目前为止，一直缺乏高分辨率的技术。在这里，我们已经研究了动态应变伴随着表面声波的磁性纳米结构的效果。我们同时成像的时间演化的应变波和纳米结构的磁化动力学在皮秒的时间尺度。新开发的实验技术，基于X射线显微镜，是通用的，并提供了一个途径，在纳米级的应变诱导效应的研究。我们的研究结果提供了基本的洞察力在纳米结构的应变和磁化之间的耦合在皮秒的时间尺度，具有影响的应变控制的磁致伸缩纳米器件的设计。
2016-11-09 cond-mat.mes-hall
Current-induced two-level fluctuations in pseudo spin-valves (Co/Cu/Co) nanostructures
在室温下，10^7 A/cm ^2的自旋极化电流可以触发嵌入电沉积纳米线（直径约40 nm，长度6000 nm）中的伪自旋阀柱Co（10 nm）/Cu（10 nm）/Co（30 nm）的磁化状态的两级波动。在平行和反平行磁化状态的停留时间的统计特性揭示了两种效果与定性不同的依赖于电流强度。电流似乎具有确定为均衡这些时间所需的偏置场的场的效果。当电流极性反转时，偏置场改变符号。在这个电场中，10^7 A/cm ^2的电流密度的作用是将开关的平均时间降低到微秒范围。这种效应与电流的符号无关，并且可以用磁化的有效温度来解释。
2003-11-11 cond-mat.mes-hall
Imaging domain reversal in an ultrathin van der Waals ferromagnet
最近分离的二维范德华磁性材料揭示了丰富的物理，往往不同于其散装对应的磁性行为。然而，微观细节的基本过程，如初始磁化或域反转，其中管理的磁滞，仍然在很大程度上未知的极限。在这里，我们采用了宽场氮空位（NV）显微镜直接成像这些过程中的磁性半导体三碘化钒（VI $_3$）的几层薄片。我们观察到完整的和突然的开关的大多数薄片在字段$H_c\approx0.5-1$ T（在5 K）独立的厚度下降到两个原子层，没有中间部分反转状态。当温度接近居里温度（$T_c\approx50$ K）时，矫顽场减小，然而，切换保持突然。然后，我们图像的初始磁化过程中，揭示了厚度依赖的畴壁退钉场远低于$H_c$。这些结果表明，PIMVI $_3$是一种成核型硬铁磁体，其中矫顽场由各向异性限制的畴壁成核场设置。这项工作说明了宽场NV显微镜的力量，调查范德华铁磁体的磁化过程，这可用于阐明其他材料的硬铁磁特性的起源，并探索场和电流驱动的畴壁动力学。
2020-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Persistence of superconductivity in niobium ultrathin films grown on R-Plane Sapphire
我们报告了在超高真空中沉积在原子级平坦的R面蓝宝石晶片上的铌纳米薄膜（从2到10 nm）的结构和电子分析。对于最薄的薄膜观察到织构多晶形态，表明在3.3nm的厚度下没有实现异质外延，这几乎与超导态的第一次测量一致。超导临界温度上升发生在一个非常窄的厚度范围内，一个单一的单层（ML）的数量级。最薄的超导样品（3 nm/9 ML）具有高于4.2 K的偏移临界温度，并且可以通过标准纳米纤维技术进行处理，以产生对量子器件有用的空气和时间稳定的超导纳米结构。
2011-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Meissner-Ochsenfeld effect in semiconductor nanostructures with negative-U shells
Ioffe Institute（约费研究所）
本研究在室温下首次验证了半导体纳米结构中负U壳层的迈斯纳-奥赫森费尔德效应，并通过磁化响应和电动势测量揭示了其非耗散传输机制。
2026-02-09 cond-mat.mes-hall
Finite temperature phase diagram of ultrathin magnetic films without external fields
我们通过引入平均场论来分析非均匀磁性薄膜的有限温度相图，该理论在低各向异性区域有效，即，de Spin Reorientation Transition附近的景点理论结果进行了比较与蒙特卡罗模拟的微观海森堡模型。建立了系统的有限温度行为和基态性质之间的联系。分析了条纹图案的一些性质，如倾斜态的存在、条纹宽度变化现象以及相关的磁化分布。
2012-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Core-shell nanostructure in a Ge_0.9Mn_0.1 film from structural and magnetic measurements
我们已经表征了薄膜的Ge_0.9Mn_0.1形成自组织纳米柱垂直于Ge衬底的高分辨率扫描透射电子显微镜结合电子能量损失谱，体磁化和正μ子自旋旋转和弛豫（muSR）测量。富Mn纳米柱形成三角形晶格，在基质中没有可检测的Mn原子。它们由壳包围的核组成。体磁化和muSR数据的组合分析，使我们能够表征的核心和外壳的电子和磁性。所发现的芯和壳之间的柱的相分离可能与其他过渡金属杂质半导体有关。
2014-05-16 cond-mat.mes-hall
Plasmon-induced efficient hot carrier generation in graphene on gold ultrathin film with periodic array of holes: Ultrafast pump-probe spectroscopy
使用3.1 eV泵浦和相干白光探测（1.1至2.6 eV）的超快泵浦-探测反射率，我们表明，金纳米结构上的石墨烯表现出与有序晶格孔阵列的等离子体共振的强耦合，从而通过等离子体在石墨烯中注入高密度的热载流子。所研究的系统是单层石墨烯上的金薄膜与周期性排列的孔显示异常传输。并对有孔阵列和无孔阵列的金膜进行了比较。通过选择性地探测瞬态载流子动力学的光谱区域对应于等离子体共振，我们显示了有效的等离子体诱导的热载流子产生在石墨烯。我们还表明，由于高的电磁场强度在亚微米孔的边缘，快速的衰减时间（10 - 100 fs）和短的衰减长度（1 nm）的等离子体激元，一个高度受限的密度的热载流子（非常接近孔的边缘）产生的朗道阻尼的等离子体激元内的多孔金膜。观察到由于初始非均匀分布的热载流子远离空穴边缘的扩散对瞬态衰减动力学的贡献。我们的研究结果对于未来新型热载流子器件概念的应用具有重要意义，其中具有可调能量的热载流子可以在无缝连接的不同石墨烯区域中产生。
2019-12-08 cond-mat.mes-hall
Gyrotropic skyrmion modes in ultrathin magnetic circular dots
我们计算了Skyrmion基态自旋圆柱形磁点的低频旋扭自旋激发模。由于各向同性和Dzyaloshinskiii-Moriya交换相互作用、垂直磁各向异性和静磁相互作用的相互作用，skyrmion被假定为在室温和零外部磁场下是稳定的。我们考虑布洛赫和尼尔型磁skyrmions，并假设点的磁化强度不依赖于厚度坐标。在GHz范围内计算了Skyrmion旋变频率作为Skyrmion平衡半径、点半径和点磁参数的函数。讨论了纳米点中磁skyrmion回旋动力学的最新实验。
2016-02-29 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Numerical calculations of magnetic properties of nanostructures
磁力显微镜和扫描隧道显微镜的数据可以用来检验磁性的计算机数值模型。详细的面心晶格伊辛自旋的数值模型的基础上，通过使用扫描显微镜获得的磁性纳米结构的图像中的像素分布。磁结构模型的蒙特卡罗模拟允许定义的磁化强度的温度依赖性，计算磁滞曲线和分布的表面上的亚单层和单层纳米膜的钴，根据实验条件。我们开发的包的超级计算机并行软件注定的磁力实验的数值模拟，并允许获得的纳米点的一维阵列中的磁化分布，并在其基础上。已经确定了磁性纳米点状态的磁力显微镜图像的解释。巨型机模拟和数值计算的结果与实验数据吻合较好。
2015-12-04 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Magnetic anisotropy of L1$_0$ FeNi (001), (010), and (111) ultrathin films: A first-principles study
本文利用密度泛函理论计算研究不同表面和厚度的L1$_0$ FeNi超薄膜，揭示其垂直或面内磁各向异性、磁化方向及磁矩变化规律。
2024-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cation- and lattice-site-selective magnetic depth profiles of ultrathin $\mathrm{Fe_3O_4}$(001) films
详细了解薄膜的表面性质是至关重要的光谱，催化和自旋输运数据的正确解释。我们目前的X射线磁性圆二色性（XMCD）和X射线共振磁反射率（XRMR）测量的$\mathrm{Fe_3O_4}$薄膜上获得的三个共振能量对应于不同的阳离子物种$\mathrm{Fe^{2+}_{oct}}$，$\mathrm{Fe^{3+}_{tet}}$和$\mathrm{Fe^{3+}_{oct}}$位于八面体和四面体网站的反尖晶石结构的$\mathrm{Fe_3O_4}$的磁深度配置文件。通过使用多重态计算分析$\mathrm{Fe_3O_4}$的XMCD谱，可以分离每个阳离子物种的共振能量。对这三种共振能量进行XRMR产生对应于一种特定阳离子物种的磁深度分布。两种$\mathrm{Fe^{3+}}$阳离子的深度分布揭示了增强磁化的$\mathrm{3.9 \pm 1~Å}$厚表面层，这可能是由于这些离子过量而牺牲了表面区域中的$\mathrm{Fe^{2+}_{oct}}$物质。磁增强$\mathrm{Fe^{3+}_{tet}}$层还比$\mathrm{Fe^{3+}_{oct}}$层更远离表面地移动大约$\mathrm{3\pm 1.5~Å}$。
2020-05-04 cond-mat.mes-hall
Magnetic Nanostructures
给出了小颗粒和薄膜的磁性特征结果。由于小团簇和薄膜中原子配位的减少，电子态和态密度改变。因此，磁矩和磁化受到影响。在隧道结中，磁性、自旋电流和超导性的相互作用特别令人感兴趣。给出了单个过渡金属团簇、团簇系综、薄膜和隧道系统的结果。讨论了介观环中隧道电流和Aharonov-Bohm效应引起的电流等有趣的行为。
2010-01-07 cond-mat.mes-hall
Barnett Effect in Thin Magnetic Films and Nanostructures
巴尼特效应是指由退磁铁磁体的旋转引起的磁化。我们使用Landau-Lifshitz-Gilbert方程描述了旋转纳米结构中定态的位置和稳定性。讨论了在不同材料和样品几何形状下实验观察巴尼特效应的条件。
2009-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extremely high-resolution measurements of microwave magnetisation dynamics in magnetic thin films and nanostructures
在这项工作中，我们讨论了使用干涉测量技术来研究铁磁纳米结构上的微波磁化动力学。我们证明，以这种方式，可以解决的功能是不可能解决的宽带铁磁共振和自旋行波光谱，否则。
2014-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Renormalization group analysis of the finite 2DXY model with fourfold anisotropy: Application to the magnetic susceptibility of a ferromagnetic ultrathin film
本文分两步求解了描述有限的四重各向异性2DXY系统的重整化群方程组，以研究非磁性薄膜的顺磁性转变。首先，方程在临界耦合$K=J/k_BT=2/π$附近线性化。线性化方程组的精确解证实，有限大小的Kosterlitz无（KT）过渡发生在弱四重各向异性的存在下，和伊辛过渡发生强各向异性。给定系统的行为由各向异性参数和系统尺寸的对数的乘积确定。线性化RG方程在有限尺寸转变的整个温度范围内是不定量可靠的，但它们定义了第二种方法的参数空间，其中四重各向异性被视为扰动，是有效的。这种微扰处理提供了一个定量测定的重整化交换耦合，涡旋密度，和各向异性在整个过渡。特别是，耦合具有一个普遍的拐点，其中涡旋-反涡旋对解束缚（与“普遍跳跃”相反），并且在顺磁状态下渐近地变为零，正如有限系统所预期的那样。这些结果被用来计算磁化率的系统从一个占主导地位的自旋波的一个占主导地位的自由涡旋气体。各向异性的存在使得有必要包括由于磁化强度的波动而引起的磁化率$χ_{||}$和由于磁化强度绕四重易轴的角度波动而引起的$χ_\perp$。与最近的测量结果的比较，铁磁/W（001）薄膜的磁化率是非常令人鼓舞的。
2022-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal spin-wave channeling along textures driven by the Dzyaloshinskii-Moriya interaction
超薄金属铁磁体在强自旋轨道耦合的衬底上可以表现出Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）形式的诱导手征相互作用。对于具有垂直各向异性的系统，DM相互作用的存在对电流驱动的畴壁运动具有重要影响，并支持涉及skyrmions的可能的自旋电子应用。我们从理论上展示了如何自旋纹理驱动的DM相互作用允许非互易通道的自旋波，导致可测量的功能，磁线，点，和域壁。我们的研究结果提供了方法，用于检测诱导DM相互作用的金属多层膜和控制自旋波传播的纳米结构。
2014-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
T=0 phase diagram and nature of domains in ultrathin ferromagnetic films with perpendicular anisotropy
本文给出了一个具有垂直各向异性薄膜模型的零温相图。在一阶各向异性近似下，研究了有关耦合常数的整个参数空间。由于基态是由布洛赫墙分隔的垂直条纹形成的，因此使用标准变分法，并辅以专门设计的蒙特卡罗模拟。根据条纹域的不同性质，我们可以区分四种机制：具有尖锐畴壁的高各向异性伊辛区、具有较厚壁的饱和条纹区（在该较厚壁内形成磁化的面内分量）、窄的倾斜状区，其特征在于面内和面外磁化分量的正弦变化，其在各向异性进一步减小时经由自旋重取向转变（SRT）导致面内铁磁状态。域和壁的性质进行了详细描述，连同域宽度与各向异性的变化，为任何值的交换和偶极相互作用。我们的研究结果，虽然严格有效的$T=0$，可以解释数据在有限温度下的域宽度的演变，一个仍然很大程度上开放的问题是有价值的。
2010-08-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness-dependent magnetic structure of ultrathin Fe/Ir(001) films: from spin-spiral states towards ferromagnetic order
本文详细研究了面心立方Ir（001）表面的Fe 3Fe薄膜的基态磁结构。我们使用自旋团簇展开技术结合相对论无序局域矩方案来获得自旋模型的参数，然后通过平均场方法和原子自旋动力学模拟来确定系统的有利磁结构。对于单层的Fe的情况下，我们发现，层弛豫非常强烈地影响基态自旋配置，而Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）的相互作用和双二次耦合也有显着的效果。为了描述后者的影响，我们介绍和分析系统的自旋共线映射。而对于两个单层的Fe，我们发现一个单q自旋螺旋作为基态由于DM相互作用的情况下，四个单层的情况下，该系统显示出非共线的自旋结构与非零的净磁化。这些研究结果是一致的实验测量表明铁磁秩序的四个单层和更厚的膜。
2011-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stabilization and application of asymmetric Néel skyrmions in hybrid nanostructures
信息量的不断增加迫使信息存储和处理技术不断改进，设备进一步小型化，效率提高。磁skyrmions，拓扑准粒子，最小的稳定磁纹理具有有趣的性质和潜在的数据存储应用。具有不同磁化方向的元素的混合纳米结构可以为开发基于skyrmion的自旋电子器件和磁振子器件提供额外的优势。我们发现，一个Néel型skyrmion限制在一个纳米点放置在顶部的铁磁条产生一个独特的和引人注目的平台，探索磁化纹理之间的相互耦合。Skyrmion会在条纹上产生印记，这反过来又会不对称地挤压点中的Skyrmion，增加它们的大小和Skyrmion稳定性的范围，同时引入Skyrmion双稳定性。最后，我们提出了一个概念验证技术的无约束运输的skyrmion沿赛道的基础上提出的混合动力系统。我们的研究结果表明，混合结构，是有前途的应用在磁振子和自旋电子学。
2022-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
