Suppression of Multilayer Graphene Patches during CVD Graphene growth on Copper
通过限制在铜表面缺陷处的碳偏析，示出了用于单层石墨烯生长的脉冲化学气相沉积方法，以抑制少层区域的形成，从而导致在厘米级均匀的完全单层石墨烯。在氧化硅上转移脉冲生长的石墨烯后获得的石墨烯场效应器件表现出高于5000 cm ^2. V ^-1. s ^-1的迁移率。
2012-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Training a multilayer dynamical spintronic network with standard machine learning tools to perform time series classification
CNRS（法国国家科学研究中心）；Thales（泰勒斯公司）；Université Paris-Saclay（巴黎-萨克雷大学）；Laboratoire Albert Fert（阿尔贝·费尔实验室）
提出以自旋电子振荡器作为动力学神经元在硬件上实现循环神经网络，并利用BPTT等标准机器学习工具进行训练，以低能耗实现与软件网络相当的时间序列分类性能。
2025-03-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cs.AI
Efficient Terahertz Generation Using Fe/Pt Spintronic Emitters Pumped at Different Wavelengths
自旋电子学的最新研究表明，磁性金属多层膜是一类新型的、非常有前途的宽带太赫兹辐射源。这种自旋电子多层膜由铁磁（FM）和非磁性（NM）薄膜组成。当由超快激光脉冲触发时，它们由于逆自旋霍尔效应而产生脉冲THz辐射，逆自旋霍尔效应是一种将来自磁化FM层的光驱动自旋电流转换为NM层中的瞬态横向电荷电流的机制，从而导致THz发射。FM/NM多层膜作为THz发射体，迄今为止仅在800 nm激发波长下使用飞秒钛宝石激光器进行了深入研究。在这项工作中，我们证明了在500 μm MgO衬底上生长的2 nm Fe和3 nm Pt的优化自旋电子双层结构，当用fs光纤激光器的超快激光脉冲（脉冲宽度接近100 fs，重复频率约100 MHz）在λ = 800 nm或λ = 1550 nm激发时，与THz辐射源一样有效。即使在低入射功率水平下，Fe/Pt自旋电子发射器在两个激发波长下都表现出有效的THz辐射产生。在1550 nm处的有效THz发射器操作促进了这种自旋电子发射器在由相对低成本和紧凑的fs光纤激光器驱动的THz系统中的集成，而不需要频率转换。
2018-06-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Non-magnetic spin splitting driven by spin-valley-layer coupling in multilayer WSe2
Jeonbuk National University（全北国立大学）；Korea Research Institute of Standards and Science（韩国标准科学研究院）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
利用量子点接触光谱在多层n型WSe2中通过电场诱导Q和Q'谷的自旋分裂，实现了比磁场诱导谷塞曼效应更强的自旋态非磁性操控。
2026-05-24 cond-mat.mes-hall
Encoding and multiplexing information signals in magnetic multilayers with fractional skyrmion tubes
本研究在定制磁性多层膜中提出并验证了分数斯格明子管（FSTs）作为信息位，设计出多层复用器件实现多路信号的编码与流水线传输，为未来自旋电子应用提供了新的信息载体。
2023-05-18 cond-mat.mes-hall
Electrical Spin-Flip Current Switching in Layered Diluted Magnetic Semiconductors for Ultralow-Power Spintronics
本文在V掺杂WSe2层状稀磁半导体中实现室温电驱动自旋翻转开关，临界电流密度低至10^-1 A cm^-2且功耗达皮瓦级，为超低功耗自旋电子器件提供新平台。
2025-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong impact of the eddy-current shielding on ferromagnetic resonance response of sub-skin-depth-thick conducting magnetic multilayers
交换耦合铁磁（NM）和铁磁（FM）导电多层膜是未来微波自旋电子器件的关键。我们证明，实验和理论上，在宽带测量的铁磁共振（FMR）10-70 nm厚的坡莫合金（Py）层被屏蔽的动态磁场的微带线的涡流循环在NM帽层，这大大减少了振幅的磁化旋进的FM材料。我们的研究结果有直接的影响，设计宽带FMR和测量自旋电流注入通过接口实现放置一个导电多层以上的微波微带线。我们表明，涡流屏蔽是非常强的，在高微波频率（30 GHz），即使当NM盖层的厚度是<5 nm，这是远远低于微波趋肤深度的Au，Cu，Ta，Pd，Pt和其他NM金属技术上重要的自旋电子学。
2014-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-assisted magnetization reversal in Co/Ni multilayers with perpendicular magnetic anisotropy
由具有垂直磁各向异性的磁性薄膜与铁电基片结合而成的多功能材料代表了低功耗、快速、高密度自旋电子学的一种新途径。本文报道了在铁电PZT [Pb（Zr_xTi_1-x）O_3]基片上直接生长的饱和磁化强度和垂直各向异性可调的Co/Ni多层膜。高达+/-2 MV/m的电场使PZT膨胀0.1%，并在Co/Ni多层膜中产生至少0.02%的面内压缩。用电压改变应变可以使矫顽场降低30%以上。我们还表明，交替在平面内的拉伸和压缩应变（小于0.01%）可以用来传播磁畴壁。这种操纵高各向异性磁性薄膜的能力可以证明对于降低未来压控自旋电子器件中磁性元件的开关能量是有用的。
2016-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermally assisted skyrmions creation in Pt/Co/Ta multilayer films
多层膜中的Néel型磁性skyrmions由于其在室温下的稳定性和在低密度电流驱动下的运动能力而引起了人们的极大关注，这可能会在自旋电子器件中得到潜在的应用。然而，热效应对skyrmions的形成及其行为的研究很少。在这里，我们报告的研究在[Pt/Co/Ta]10多层样品在不同的温度下使用原位洛伦兹透射电子显微镜的skyrmions的创建。通过对正（负）饱和到负（正）饱和的磁化反转过程的成像，我们发现skyrmions可以通过铁磁饱和态的成核和在一定外场下迷宫畴的破缺而产生。通过调节外场，在不同的温度下，skyrmions的密度达到最大值。关键的发现是，多层膜中skyrmions的产生严重依赖于温度和热历史。
2018-07-14 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Spin Accumulations Drive Magnetization Reversal in Multilayers
Université de Lorraine（洛林大学）；National Institute of Advanced Industrial Science and Technology（产业技术综合研究所）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
超快自旋积累驱动多层磁化反转，揭示了超快磁化动态对自旋阀自由层磁态的影响，为超快自旋电子器件设计提供新原理。
2025-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Magnonic Frequency and Damping in [Co/Pd]8 Multilayers with Variable Co Layer Thickness
本文报道了具有垂直磁各向异性的[Co/Pd] 8多层膜集体皮秒磁化动力学的实验观察。由于垂直磁各向异性的线性增加，随着Co层厚度从1.0 nm减小到0.22 nm，旋进频率显示出从约5 GHz到约90 GHz的大的和系统的变化。阻尼系数α与Co层厚度成反比，垂直磁各向异性与α之间存在线性关系。我们讨论了阻尼增强的可能原因是界面处的d-d杂化和自旋泵。这些观测结果对这些材料在自旋电子学和磁振子晶体中的应用具有重要意义。
2011-06-22 cond-mat.mes-hall
Multilayer Edge Molecular Devices Based on Plasma Oxidation of Photolithographically Defined Bottom Metal Electrode
利用金属-绝缘体-金属隧道结的两个金属电极作为分子通道的两个电引线的多层边缘分子电子器件（MEMED）可以克服开发未来分子器件的长期存在的制造挑战。然而，制造MEMS绝缘体是MEMED制造中最具挑战性的步骤。提出了一种简化的分子器件方法，避免了在底部电极上沉积新材料以生长绝缘层。本文讨论了在光刻限定的区域内，通过一步氧化钽（Ta）底电极来生长MEMED绝缘体的方法，即通过氧化底金属电极本身来生长钽氧化物（TaOx）绝缘体。将有机分子团簇（OMCs）沿隧道结的周边跨接在1-3 nm的TaOx上，建立了高效的分子导电通道。OMC将TaOx基隧道结的非对称输运分布转化为对称输运分布。具有顶部铁磁（NiFe）电极的TaOx基隧道结表现出几个数量级的瞬态电流抑制。需要进一步的研究来加强电流抑制现象，并实现TaOx基多层边缘分子自旋电子学器件的全部潜力。
2011-11-22 cond-mat.mes-hall
Thermally stable magnetic skyrmions in multilayer synthetic antiferromagnetic racetracks
磁skyrmion是一种拓扑磁化结构，具有纳米尺寸和明确的旋转自旋分布，预计将成为新型skyrmion基器件应用的重要组成部分。研究了有限温度下多层合成反铁磁（SAF）轨道和单层铁磁（FM）轨道中磁skyrmions的运动。在Skyrmion霍尔效应（SkHE）中，FM组分层数存在奇偶效应。也就是说，由于SkHE的抑制，磁性skyrmion在填充有均匀FM层的多层SAF轨道中没有横向运动。结果表明，即使在室温下（$T=300$ K），双层SAF赛道中的运动磁skyrmion是稳定的，但在$T=100$ K在单层FM赛道中，它被破坏。我们的研究结果表明，SAF结构是可靠的和有前途的候选人，为未来的应用在skyrmion电子学和skyrmion自旋电子学。
2016-07-22 cond-mat.mes-hall
Engineering Schottky Barrier in Black Phosphorus field effect devices for spintronic applications
黑磷（BP）是近年来发现的一种很有前途的二维直接带隙半导体材料。在这里，我们报告的双极场效应晶体管的行为多层BP铁磁隧道接触。通过使用TiO ${_2}$ /Co接触，我们观察到肖特基势垒降低< 50 meV，这可以通过栅极电压进一步调节。突出地，在BP器件中实现了良好的晶体管性能，其中漏极电流调制在四到六个数量级上。在室温下，空穴和电子的载流子迁移率分别为$\sim$ 155和0.18 cm ${^2}$ V ${^{-1}}$ s ${^{-1}}$.此外，磁阻计算表明，与施加的栅极电压的BP设备的电阻是在适当的范围内注入和检测自旋极化的空穴。我们的研究结果表明，工程BP nanolayered器件的有效的纳米电子和自旋电子学应用的前景。
2014-07-04 cond-mat.mes-hall
Spintronic devices on the base of magnetic nanostructures
研究了两种基于磁性纳米结构的自旋电子器件-磁传感器和受外加磁场控制的场效应晶体管。磁传感器是基于注入磁阻效应的。这种效应表现在磁场在GaAs中SiO2（Co）/GaAs界面附近的雪崩抑制中。场效应晶体管在栅极下含有SiO2（Co）膜。研究发现，由于Co纳米颗粒的自旋与电子自旋之间的相互作用，磁场作用导致沟道中电子迁移率发生了很大的变化。
2011-12-08 cond-mat.mes-hall
Spintronic temperature nanosensor based on the resonance response of a skyrmion-hosting magnetic tunnel junction
针对传统纳米热传感器的缺陷，提出基于斯格明子自旋电子二极管的纳米温度传感器，利用其激发振幅与频率的线性温度响应实现高灵敏度可靠测温，多层结构可进一步提升性能，为相关热自旋电子器件应用奠基。
2025-07-31 cond-mat.mes-hall
Field-effect-driven half-metallic multilayer graphene
菱面体堆叠的多层石墨烯在低温下显示出磁性表面态的发生。最近的角分辨光电子能谱实验证明了ABC石墨烯长序列中磁态的鲁棒性。在这里，通过使用第一性原理计算，我们表明，这些石墨烯多层的场效应掺杂诱导了完美的半金属行为与100%的自旋电流极化已经在掺杂可达到在传统的场效应晶体管与固态MOSFET。我们的工作证明了一种新的自旋电子器件的可实现性，其中低阻态和高阻态之间的转变仅由电场驱动。
2018-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical control of spin and valley in spin-orbit coupled graphene multilayers
提出利用TMD封装的石墨烯多层膜，通过电场反转实现关联诱导的自旋/谷极化切换，为自旋电子学提供新平台。
2024-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of magnetic skyrmions in unpatterned symmetric multilayers at room temperature and zero magnetic field
磁性Skyrmions由于其小尺寸和拓扑保护结构，是下一代自旋电子器件的有希望的候选者。在应用中使用这些磁状态的一个挑战在于控制通常需要外力的成核过程和稳定。在这里，我们报告的证据skyrmions在未图案化的对称的Pd/Co/Pd多层膜在室温下，没有事先申请的电流，也没有磁场。通过减小铁磁层间厚度，调谐的物理性质的铁磁/非磁性界面引起的蠕虫状域图案的过渡到孤立的skyrmions所示的磁力显微镜。在直接比较的测量和模拟的skyrmions的大小，定量的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（iqs）的估计，揭示孤立的skyrmions只是稳定在零磁场的iqs值低。我们的研究结果提供了新的见解对使用稳定的skyrmions的室温设备在名义上对称的多层膜。
2018-10-18 cond-mat.mes-hall
Ultra-low noise field-effect transistor from multilayer graphene
我们提出了低频电阻波动，或噪声，在石墨烯基场效应器件具有不同的层数。在单层器件中，噪声幅度随着载流子密度的增加而减小，这在具有两个或更多个层的器件中表现相反，在后一种情况下，噪声幅度抑制超过两个数量级。这种行为可以从外部电场对石墨烯能带结构的影响来解释，并提供了一种简单的基于传输的途径来将单层石墨烯器件与具有多层的石墨烯器件隔离。
2009-05-27 cond-mat.mes-hall
Suppression of nematicity by tensile strain in multilayer FeSe/SrTiO$_3$ films
结合 ARPES、NMR 和 STM 研究 MBE 生长的多层 FeSe/SrTiO$_3$ 薄膜，发现界面拉伸应变抑制向列性，而远离界面处恢复体相强度。
2023-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ultrafast magnetization enhancement and spin current injection in magnetic multilayers by exciting the nonmagnetic metal
本文通过超扩散自旋输运理论系统研究Au/FM多层膜中自旋注入行为，发现热电子界面反射率决定超快去磁或增强，并提出优化多层结构以增强自旋电流极化，用于超快自旋电子学器件。
2023-08-01 cond-mat.mes-hall
Suppression of Giant Magnetoresistance by a superconducting contact
我们预测，电流垂直于平面（CPP）的巨磁电阻（GMR）在相位相干磁性多层膜被抑制时，其中一个接触是超导的。这是超导诱导磁阻（SMR）效应的结果，由此铁磁对准状态的电导被超导性急剧降低。为了证明这种效应，我们计算了清洁的（Cu/Co）_nCu和（Cu/Co）_nPb多层膜的GMR比，用从头算spd紧束缚哈密顿量描述。通过分析一个更简单的模型，每个网站有两个轨道，我们还表明，抑制生存的杂质的弹性散射的存在。
1999-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Engineering spin-orbit torque in Co/Pt multilayers with perpendicular magnetic anisotropy
为了解决尺寸减小的自旋电子器件的热稳定性问题，我们研究了具有强垂直磁各向异性的Co/Pt多层膜中的自旋轨道力矩。注意，自旋-轨道力矩是由来自每个Co层的顶部和底部界面的自旋电流的全局不平衡引起的。通过插入Ta或Cu层来加强自顶向下的不对称性，可以在不损害垂直磁各向异性的情况下极大地修改自旋-轨道扭矩效率。最重要的是，效率随着层数的增加而增加，从而在多层结构中同时实现稳健的热稳定性和高自旋轨道扭矩效率。
2015-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local control of magnetic interface effects in chiral Ir$|$Co$|$Pt multilayers using Ga$^{+}$ ion irradiation
Skyrmions是拓扑保护的手性自旋织构，在未来的自旋电子学应用中显示出作为数据载体的前景。它们可以通过具有反转不对称性和自旋轨道耦合的材料系统（例如Ir $|$ Co $|$ Pt多层膜）中的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（iH 2）来稳定。局部调节这种界面相互作用的能力，以及因此调节skyrmion能量的能力，可以极大地增强跑道型器件中skyrmion的成核和控制。在这项工作中，我们研究了局部调谐的电流和垂直磁各向异性（PMA）使用聚焦Ga $^{+}$离子束照射，在Ir $|$ Co $|$ Pt多层膜系统。我们表明，这两种效果的界面贡献的幅度可以显着减少与Ga $^{+}$离子的照射。这导致畴壁能量密度减小两倍，同时仍然保持畴壁的Néel特征。因此，我们假设Ga $^{+}$离子辐照是局部降低Skyrmion成核能垒的有效方法，为赛道型器件中的靶向Skyrmion成核提供了一种新的途径。
2021-10-04 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in multilayers with synthetic ferrimagnets
我们证明了一个强大的可调谐性的自旋泵磁阻尼的贡献，在薄膜铁磁自由层与合成亚铁磁体（SFM）的接口，作为一个自旋阱，通过薄铜间隔。该效果强烈依赖于SFM的磁状态，由两个Fe层组成的三层结构通过由Cr间隔物介导的间接交换耦合。随着Cr厚度的增加，SFM状态经历从反平行经由非共线到平行配置的转变。我们可以解释相应的非单调依赖的自旋弛豫在自由层中的调制的纵向自旋输运以及弛豫的横向角动量的SFM。研究结果对设计自旋弛豫可调谐的高速自旋电子器件有一定的参考价值。
2018-06-29 cond-mat.mes-hall
Observation by SANS and PNR of pure Néel-type domain wall profiles and skyrmion suppression below room temperature in magnetic [Pt/CoFeB/Ru]$_{10}$ multilayers
本研究利用PNR和SANS技术研究[Pt/CoFeB/Ru]₁₀多层膜的磁织构，证实室温下存在纯奈尔型磁缠绕，发现250K以下斯格明子因有效磁各向异性升高被抑制，为斯格明子自旋电子器件研发提供微观依据。
2024-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase Coexistence and Transitions between Antiferromagnetic and Ferromagnetic States in a Synthetic Antiferromagnet
本研究制备了兼具垂直磁各向异性与Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的合成反铁磁多层膜，揭示其反铁磁-铁磁转变的一级相变机制与相共存特征，为自旋电子器件设计提供指导。
2024-02-02 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance in multilayer fullerene spin valves: a first-principles study
碳基分子半导体由于自旋轨道耦合小，自旋寿命长，因此被探索用于自旋电子学。我们计算的电子输运从第一原理通过自旋阀包括双层和三层的富勒烯分子C60和C70，夹在两个铁电极之间。电流的自旋极化和磁电阻敏感地依赖于分子与金属表面之间界面的相互作用。它们受分子层厚度的影响要小得多。C70薄膜在小偏压下具有高的电流极化（CP > 90%）和磁电阻（MR > 100%）。相反，在小偏压下的电流极化和磁阻对于C60层是非常小的。利用广义Julli`ere模型，我们可以追踪C60和C70层之间的自旋相关输运的差异，分子-金属界面态之间的差异。这些状态也允许一个解释作为所施加的偏置电压的函数的电流极化和磁阻。
2014-10-27 cond-mat.mes-hall
Coherent spin transport and suppression of spin relaxation in InSb nanowires with single subband occupancy at room temperature
自旋电子学的一个长期目标是在室温下占据单个量子化子带的半导体纳米线中注入、相干传输和检测自旋。在这里，我们报告实现这一目标，在50纳米直径的InSb纳米线，证明自旋阀和汉勒效应。在纳米线的自旋弛豫时间被发现已增加了一个数量级，在散装和量子阱中已报告的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫作为一个单一的子带占用的结果，由于抑制。这些实验为实现室温Datta-Das自旋晶体管带来了希望。
2014-01-28 cond-mat.mes-hall
Magnetic Bloch-point hopping in multilayer skyrmions and associated emergent electromagnetic signatures
磁性多层膜是一种很有前途的室温以上磁性Skyrmions可调谐系统。揭示其有趣的开关机制和相关的内在电响应是开发skyrmionic器件的先决条件。在这项工作中，我们从理论上证明了通过多层结构发生的单个skyrmions的湮灭，这是介导的拓扑刺猬奇点称为布洛赫点的跳跃动力学。布洛赫点的层内动力学主要受Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的影响，其传播可以在附近产生螺线管形的突发电场。此外，由于自旋织构的拓扑结构可以支配其新兴的磁性，我们表明，通过多层的布洛赫点跳跃将调制相关的拓扑霍尔响应，与有效的拓扑电荷的大小成正比。我们还研究了这些状态的热力学稳定性的层依赖的磁性。这项研究揭示了基于skyrmion的自旋电子学的电磁特征，植根于磁性多层系统。
2021-06-29 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Skyrmions in Magnetic Multilayers
在凝聚态物理中，对称性破缺与强自旋轨道相互作用共同引起了许多令人兴奋的物理现象。最近的一个例子是手性自旋纹理的存在，这是在缺乏反演对称性的磁性系统中观察到的。这些手性自旋纹理，包括畴壁和磁skyrmions，都是从根本上有趣的和技术上有前途的。例如，它们可以被电流非常有效地驱动，并表现出许多由其实空间拓扑特征决定的新物理特性。根据竞争相互作用的细节，这些自旋纹理存在于不同的参数空间中。然而，其物理行为背后的管理机制基本上保持不变。在这篇综述文章中，这些手性自旋纹理的基础拓扑物理，材料优化的关键因素，以及当前的发展和未来的挑战将被讨论。最后，将突出几个有前途的方向，将推进基于skyrmion的自旋电子学的发展。
2017-08-05 cond-mat.mes-hall
Probing Interfacial Spin Dynamics and Temperature Dependent Asymmetry in Spin Pumping Across Ni80Fe20/Cu/Cr1.12Te2 Interfaces
Department of Physics, Indian Institute of Technology Kanpur（印度坎普尔理工学院物理系）；Natural Sciences and Science Education, National Institute of Education, Nanyang Technological University（南洋理工大学国立教育学院自然科学与科学教育）
研究揭示了Ni80Fe20/Cu/Cr1.12Te2界面自旋动力学及温度依赖不对称性，通过低温FMR测量发现自旋电流调控机制。
2026-01-30 cond-mat.mes-hall
Turbostratic graphitic microstructures: electronically decoupled multilayer graphene devices with robust high charge carrier mobility
碳纳米材料由于其特殊的物理性质继续令科学家感到惊讶。最近已经有理论预测和石墨烯多层膜的第一次报告，其中，由于堆叠层的旋转，保持了出色的电子性能，同时由于多层性质，对降解和机械应力的敏感性大大降低。在这里，我们表明，完全乱层多层石墨微结构结合了先进的电子和自旋电子器件所需的高载流子迁移率与石墨结构的鲁棒性。使用拉曼光谱和透射电子显微镜（TEM）的盘形石墨微结构的结构表征揭示了莫尔和衍射图案证实其乱层性质。电子输运特性产生了可重复的高迁移率，> 105 cm ^2（Vs）^（-1），与盘的厚度无关，这是乱层堆积引起的电子去耦的直接结果。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnitude of Magnetic Field Dependence of a Possible Selective Spin Filter in ZnSe/Zn_{1-x}Mn_{x}Se Multilayer Heterostructure
研究了带隙匹配的ZnSe/ Zn_{1-x} Mn_{x} Se/ZnSe/ Zn_{1-x} Mn_{x} Se/ZnSe多层结构中的自旋极化输运.共振输运示出发生在不同的能量为不同的自旋由于分裂的自旋子带中的顺磁层。结果表明，在一定的磁场范围内，电流密度的极化方向发生逆转，极化峰向强磁场方向移动，增大了中心ZnSe层的宽度，而向相反方向移动，增大了顺磁层的宽度。这种反转在小尺寸系统中是有限的。在高磁场下，存在对电流密度的自旋向上分量的强抑制。预期这种极化反转可以作为选择性自旋过滤器装置的可能机制。
2008-01-18 cond-mat.mes-hall
Indirect Control of Buried CoB Spin Textures via C$_{60}$-Induced Modification of Ir Spin-Orbit Coupling
SUPA School of Physics and Astronomy, University of Glasgow（格拉斯哥大学物理与天文学学院）；School of Physics and Astronomy, University of Leeds（利兹大学物理与天文学学院）；National Physical Laboratory（英国国家物理实验室）；School of Chemical and Process Engineering, University of Leeds（利兹大学化学与工艺工程学院）；AREA Science Park（的里雅斯特科学园区）
本研究揭示C₆₀分子膜通过修饰Ir自旋轨道耦合增强iDMI与磁各向异性，间接调控Pt/CoB/Ir多层系统的埋层自旋纹理，为下一代自旋电子器件设计提供新途径。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall
Magnetic Field Gated and Current Controlled Spintronic Mem-transistor Neuron -based Spiking Neural Networks
本文提出磁场门控电流控制的自旋电子忆阻晶体管LIF神经元，集成于SNN和CSNN，在MNIST和FMNIST数据集上实现超96%分类准确率，展现神经形态计算潜力。
2024-02-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Tunable Magnonic Chern Bands and Chiral Spin Currents in Magnetic Multilayers
本研究发现反平行磁性多层膜中长程手性偶极相互作用可产生非零陈数体带与手性自旋流表面态，且表面态可通过外磁场切换相态，为可调拓扑磁振子表面态与低耗散自旋流输运提供了易实现的系统。
2022-01-08 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Integrating all-optical switching with spintronics
磁性材料的全光开关（AOS）描述了使用短（飞秒）激光脉冲的磁化反转，并已在各种材料中观察到。在过去的十年中，由于其在未来自旋电子存储器应用中的快速和节能数据写入的高潜力，它受到了广泛的关注。不幸的是，自旋电子学中常用的铁磁多层膜中的AOS机制需要多个脉冲来进行磁化反转，从而失去了其速度和能量效率。在这里，我们实验证明“在飞”单脉冲AOS结合自旋霍尔效应（SHE）驱动的磁畴运动在Pt/Co/Gd合成亚铁磁赛道。此外，使用场驱动的SHE辅助畴壁（DW）运动测量，SHE效率在赛道中被确定和光学写入DW的手性被验证。我们的实验表明，Pt/Co/Gd赛道促进单脉冲AOS以及有效的SHE诱导的畴壁运动，这可能最终铺平了道路集成光子存储器件。
2018-09-07 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Theory of superdiffusive spin transport in noncollinear magnetic multilayers
本文发展了非共线磁性多层膜的超扩散自旋输运理论，通过 ab initio 计算和 Al/Ni/Ru/Fe/Ru 系统分析，发现改变磁化非共线程度可有效控制热电子自旋输运，为激光驱动自旋电子器件开辟新途径。
2022-12-25 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance in organic spintronic devices: the role of nonlinear effects
本文推导了自旋极化载流子通过杂质能级在具有跳跃电导的有机半导体中注入和输运的动力学方程。该模型预测一个强烈的电压依赖性的磁阻，定义为电阻与平行和反平行电极磁化（自旋阀效应）之间的变化。磁阻的电压依赖性分成三个不同的制度。第一个制度匹配公知的无机自旋电子制度，对应于势垒控制的自旋注入或公知的电导率失配的情况。在中间电压下的第二制度对应于强烈抑制的磁阻。第三种机制在更高的电压下发展，并解释了一种新的范式。这是由电荷输运中的强非线性促进的，其强度由无量纲参数$eU/k_BT$表征。这种非线性，取决于设备的条件，可以导致显着增强或指数抑制的自旋阀效应在有机设备。我们相信，这些预测是有效的有机半导体以外的情况下，应考虑任何材料的特征是强烈的非线性电荷传输。
2015-02-05 cond-mat.mes-hall
Calculation method of spin accumulations and spin signals in nanostructures using spin resistors
自旋输运的理解和计算是自旋电子学器件发展的基本要素。本文提出了一种简单的方法来解析计算复杂系统中的自旋积累、自旋电流和磁阻。这既可以用于多层的CPP实验，也可以用于由半导体、氧化物、金属和碳同素异形体制成的多末端纳米结构。
2015-06-08 cond-mat.mes-hall
Observation of Magnetic Radial Vortex Nucleation in a Multilayer Stack with Tunable Anisotropy
最近发现的奇异磁结构，即磁孤子出现在存在体或界面的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（i-zyaloshinskiii-Moriya Interaction，i-zyaloshinskii-Moriya Interaction），激发了科学家们探索其在新兴自旋电子技术，如赛道磁存储器，自旋逻辑，射频纳米振荡器和传感器的潜在应用。这些研究的动机是由于它们的尺寸小，拓扑稳定性和容易的自旋扭矩驱动的操纵与低得多的阈值电流密度让位于改进的存储容量，以及更快的操作与有效利用能量，相对于传统的微磁结构的可预见的优势。在这项工作中，我们表明，在Pt/CoFeB/Ti多层膜中的i-bismuth的存在下，通过界面工程和后期制作处理来调整磁各向异性（包括面内和面间），我们可以稳定各种磁配置，如Néel skyrmions，马蹄铁，最重要的是第一次，最近预测的孤立径向涡旋在室温和零偏置场下。特别是，径向涡旋状态与它的绝对收敛或发散从一个单一的点可以潜在地提供令人兴奋的新的应用，如粒子捕获/脱陷除了磁阻存储器与有效的开关，其中径向涡旋状态可以作为一个源的自旋极化电流与径向极化。
2017-09-08 cond-mat.mes-hall
Creation and confirmation of Hopfions in magnetic multilayer systems
拓扑孤子在经典场论中已经研究了几十年，最近开始影响凝聚态物理。在这些孤子中，磁Skyrmion是具有连续磁化绕组的二维粒子状物体，磁Hopfions是可以由扭曲的Skyrmion弦的闭合回路形成的三维拓扑孤子。虽然对磁skyrmions的深入研究正在进行中，以实现对先进存储和逻辑设备的基本理解和潜在应用，但到目前为止，磁Hopfions的实验创建和确认一直难以捉摸。理论模型表明，霍普夫子可以在阻挫或手性磁系统中稳定，并且目标skymions可以通过调整其垂直磁各向异性而转化为霍普夫子。在这里，我们提出了磁性霍普夫离子的实验证据，在磁性Ir/Co/Pt多层形成纳米级磁盘，这是已知的主机目标skyrmions。利用X射线磁圆二色性效应作为磁衬度机制，在表面灵敏X射线光电子显微镜和体灵敏软X射线透射显微镜中，结合两种横向分辨率约为20- 30 nm的元素特异性磁X射线显微镜技术，证实了磁性Hopfions和靶Skyrmions的三维自旋织构。我们期望这些结果将激发对具有不同拓扑结构的Hopfions的进一步研究，以及它们在三维自旋电子学器件中的潜在应用。
2020-10-17 cond-mat.mes-hall
Bias-Engineered Synthetic Antiferromagnets Hosting sub-20 nm Zero-Field Skyrmions at Room Temperature
Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科技研究所）；Politecnico di Bari（巴里理工大学）；University of Basel（巴塞尔大学）；University of Messina（墨西拿大学）
通过引入新型SAF偏置系统，在零磁场下稳定铁磁Skyrmion和SAF Skyrmion，实现亚20纳米的最小SAF Skyrmion观测，为未来Skyrmion多层结构提供稳健可扩展的偏置方案。
2026-05-08 cond-mat.mes-hall
Control of transport phenomena in magnetic heterostructures by wavelength modulation
我们证明了超快能量流在磁性/非磁性双层结构的可调谐性，通过改变光激发的波长。这是通过基于温度的$μ$ T模型的高级描述来实现的，该模型明确地考虑了多层结构内的波长和层依赖的吸收曲线。对于Ni/Au双层的示例性情况，我们的模拟预测，当将激发的波长从红外光谱范围改变到紫外光谱范围时，从Ni到Au的能量流被反转。这些预测完全支持的Ni/Au模型系统的磁光克尔痕迹的特征签名。我们的研究结果将开辟新的途径，以引导和控制设计的磁性多层膜的超快自旋电子应用的能量输运。
2021-12-09 cond-mat.mes-hall
Time-dependent spintronic anisotropy in magnetic molecules
本文从理论上研究了大自旋磁性分子与自旋极化铁磁导线耦合的感生各向异性的猝灭动力学。的实时演化计算的时间依赖的密度矩阵数值重整化群方法内实现的矩阵乘积状态的框架内，考虑到所有的相关性，在非常准确的方式。我们确定系统的响应淬火自旋相关耦合铁磁引线。特别是，我们专注于瞬态动力学与交叉从弱到强耦合制度，近藤相关性变得重要。通过计算自旋四极矩和相关自旋算子的随时间变化的期望值来检查动力学。我们确定了相关的时间尺度描述的淬火动力学和确定的影响分子的有效交换耦合和导致自旋极化的动力学行为的系统。此外，我们的预测被认为是大的分子的自旋值的推广。最后，我们分析了有限温度的影响，并表明，它引起的磁各向异性的减少，由于热波动的随时间变化的自旋四极矩的强烈抑制。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall
Current-induced torques in magnetic Weyl semimetal tunnel junctions
本文研究了非对称磁性隧道结中的电流感生力矩，该隧道结包含一个常规铁磁体和一个磁性外尔半金属接触。外尔半金属主机手性体状态和拓扑保护费米弧表面状态，发现支配的电压行为和效率的电流感应扭矩。我们报告如何批量手征规定的非平衡扭矩作用于铁磁体的符号，并讨论了存在的大的类场扭矩作用于磁性Weyl半金属超过传统的磁性隧道结的理论最大值。后者是来自费米弧自旋纹理和显示一个反直观的依赖外尔节点分离。我们的研究结果揭示了由磁性Weyl半金属组成的多层自旋电子器件的新物理，这可能为新的节能自旋电子器件打开大门。
2021-03-09 cond-mat.mes-hall
Low-temperature monoclinic layer stacking in atomically thin CrI$_3$ crystals
三碘化铬（CrI $_3$）是一种很有前途的磁性二维半导体，其自旋在单层内铁磁排列。在自旋电子学中的潜在应用来自于相邻层之间的反铁磁有序，其引起自旋过滤和隧穿器件中的大磁阻。这个关键特征只出现在薄的多层膜中，它不是从大块晶体中继承的，相反，相邻的层共享相同的铁磁自旋取向。这种散装和薄样品之间的差异是出乎意料的，因为层之间的磁有序产生的交换相互作用是本地的性质，不应该强烈依赖于厚度。在这里，我们解决了这一争议，并通过偏振分辨拉曼光谱表明，薄多层膜不经历结构相变典型的散装晶体。因此，不同的堆叠模式是存在于薄和散装样品在磁性设置的温度下，根据先前的第一性原理模拟，这导致在不同的层间磁排序。我们的实验结果提供了证据的强烈的相互作用之间的堆叠顺序和磁性的CrI $_3$，打开有趣的角度来设计范德华多层膜的磁状态。
2019-08-26 cond-mat.mes-hall
Giant and tunneling magnetoresistance effects from anisotropic and valley-dependent spin-momentum interactions in antiferromagnets
巨磁电阻或隧穿磁电阻是用于在商业自旋电子器件中读取信息的物理现象。这些效应依赖于在多层结构中的参考和感测铁磁电极之间通过的保守自旋电流。最近，我们提出，这些基本的自旋电子效应可以实现在共线反铁磁体交错自旋动量交换相互作用，产生保守的自旋电流的情况下，净平衡磁化。在这里，我们通过提出反铁磁巨效应和隧道磁电阻效应的原型模型机制来详细阐述这一提议。这些模型分别基于非相对论交错自旋-动量相互作用的各向异性和谷依赖形式。使用第一性原理计算，我们将这些模型机制，真正的反铁磁材料和预测的效果的$\sim$ 100\%的规模。我们指出，除了GMR/TMR检测，我们的模型直接意味着自旋转移矩激发的反铁磁体的可能性。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall
Three-dimensional skyrmionic cocoons in magnetic multilayers
三维（3D）拓扑自旋纹理出现作为有前途的准粒子编码信息在未来的自旋电子器件。第三维度提供了关于其磁性的更多延展性以及对于潜在应用的更多灵活性。然而，这种准粒子在容易实现的系统中的稳定和表征仍然是一项正在进行的工作。在这里，我们观察到一种新型的3D磁性纹理，我们称之为skyrmionic茧，它位于磁性薄膜多层膜的内部，并具有特征的椭球形状。有趣的是，这些茧可以共存于更标准的“管状”skyrmions通过所有的多层证明存在两个非常不同的对比度在室温下记录的MFM图像。这些新的skyrmionic纹理的存在，以及他们的层解析手性和拓扑性质的理解进行了研究，通过微磁学模拟。为了实验稳定的3D skyrmion管和茧的组合，我们已经制定了金属多层膜中的磁性，特别是各向异性，在堆栈中的磁性薄膜的变化取决于它们的垂直位置。最后，在磁成像的补充，我们还测量的磁阻响应的多层膜作为磁场的函数，并成功地适应其演变使用的3D微磁模拟作为输入的磁配置。达成的极好的协议带来了额外的证据，证明了skyrmionic茧的存在，因此可以被电探测到。
2022-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality-induced effective magnetic field in a phthalocyanine molecule
有机分子中的手征性在化学、生物学和自旋电子学领域引起了相当大的关注。本文报道了手性酞菁分子PbPc-DTBPh（P）-或（M）-PbPc-DTBPh）与MgO（001）组成的多层膜的垂直磁化磁滞回线。我们发现一个手性依赖的滞后回线的移位。与先前报道的偏置电流诱导的现象不同，该结果显示在体系中没有偏置电流的情况下，酞菁分子中存在手性诱导的有效磁场。这项研究为手性分子自旋电子学的发展开辟了一个新的方向。
2021-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppression of the skyrmion Hall effect in synthetic ferrimagnets with gradient magnetization
本研究通过数值模拟和Thiele分析，在合成铁磁体中引入饱和磁化强度梯度，有效抑制斯格明子霍尔效应，为设计铁磁基斯格明子器件提供新思路。
2024-05-25 cond-mat.mes-hall
Dynamical current-induced ferromagnetic and antiferromagnetic resonances
我们证明，铁磁和反铁磁激发可以触发的自旋霍尔效应的体积和表面的贡献诱导的动态自旋积累。由于自旋-轨道相互作用，在Fe/W（110）多层膜中施加平行于原子平面的振荡电场，可以产生随时间变化的自旋密度。对于对称三层的Fe/W/Fe中的Fe层的铁磁耦合，我们证明，只有集体的相位进动模式被激发，而均匀的（同相）模式保持沉默。当它们是反铁磁耦合时，振荡电场将Fe磁化设置成具有相反角速度的椭圆进动运动。通过设计多层膜及其厚度来操纵不同的集体自旋波动力学模式可以用于开发超快自旋电子器件。我们的工作提供了一个通用的框架，探测材料在时域或频域的现实响应。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall
