Effects of asymmetry in strongly coupled spin vortex pairs
研究了磁不对称性对合成纳米磁体中具有平行芯极化和反平行手征的强耦合自旋涡旋对的影响。这包括涡核长度不对称、偏置场不对称和两个涡核之一的钉扎。我们的实验观察以及分析和微磁建模显示如何磁不对称性可以用来区分磁共振，否则退化的多个稳定状态的涡旋对。这些结果扩展了纳米结构中的自旋涡旋阵列的知识基础，并且应该是有用的，在最近的建议中，编码信息到多个拓扑自旋状态，如单个和多个涡旋核/手性状态。
2018-12-10 cond-mat.mes-hall
Photon echo from localized excitons in semiconductor nanostructures
综述了半导体纳米结构中激子复合物共振激发光子回波光谱的研究进展。利用四波混频技术和脉冲激发、外差探测技术，可以测量系统的相干响应，具有皮秒级的时间分辨率。结果表明，对于局域激子复合物的共振选择性脉冲激发，由于光学跃迁的不均匀加宽，相干信号由光子回波表示。在共振激发的情况下的trions或施主束缚激子，塞曼分裂的驻留电子基态能级下施加的横向磁场的结果在拉莫尔进动频率的光子回波振幅的量子拍频。磁场的应用使得可以相干地将光激发转移到驻留电子的自旋系综中，并观察到长寿命的光子回波信号。所描述的技术可以用作系统的基态中的能量分裂的高分辨率光谱学。接下来，我们考虑拉比振荡和它们的阻尼下的激发与强烈的光脉冲的激子复合物具有不同程度的本地化。它示出的激励脉冲强度的增加的回波信号的阻尼强烈表现为激子，而在trions和施主束缚激子这种效果是基本上较弱。
2018-07-04 cond-mat.mes-hall
Quantitative stray field imaging of a magnetic vortex core
薄膜铁磁盘呈现涡旋自旋结构，其动力学加上其核心的小尺寸（~10 nm），使其获得了深入的研究。在这里，我们使用扫描氮空位（NV）中心显微镜定量映射以上的杂散磁场1微米直径的坡莫合金盘，明确揭示了涡核。通过频闪测量分析探针到样品的距离和尖端运动效应，使我们能够直接将我们的定量图像与理想结构的微磁模拟进行比较。由于施加的面内磁场或磁结构的缺陷，可以清楚地检测到相对于完美涡旋结构的轻微扰动。这项工作证明了扫描NV显微镜的潜力，以映射微小的杂散场变化的纳米结构，提供了一个纳米级的，非微扰检测其磁性纹理。
2014-01-03 cond-mat.mes-hall
Origin of magnetic switching cascades in tetrahedral CoFe nanostructures
本文研究 FEBID 制备的四面体 CoFe 纳米结构阵列的磁开关级联现象，结合微霍尔磁强计与微磁学模拟，提出基于 Stoner-Wohlfarth 粒子叠加的宏自旋模型，揭示其复杂开关行为源于非相互作用单轴各向异性磁颗粒的重新取向动力学。
2024-02-27 cond-mat.mes-hall
Vortex lattices in strong type-II superconducting two-dimensional strips
我们展示了如何计算半解析的密集涡旋态强II型超导纳米结构。对于特定的情况下，带，我们发现涡晶格的解决方案，也将表面超导性。我们计算的能量成本，以取代个别涡行平行于表面，并发现，这种能量振荡的磁场。值得注意的是，我们还发现，在低于$H_{c2}$的临界场$H^*$，由于与体晶格的意外失配，这种“剪切"能量对于表面行变得严格为零。
1998-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetostatic fields in tubular nanostructures
从理论上研究了磁性纳米管的平衡磁态和非平衡磁态所产生的非均匀静磁场。我们认为磁场产生的实际平衡态和横向和涡旋畴壁内的纳米结构。我们的计算使我们能够理解静磁场在纳米磁学中的重要性，静磁场通常被认为是均匀场。此外，我们的研究结果可以作为其他性质的未来研究的基础，如自旋波时，畴壁的调查，或磁场附近的磁性粒子的运动。
2011-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface anisotropy in a magnetic cylinder induced by the displacement of a vortex core
在这篇文章中，我们调查的诱导的表面各向异性由于在圆柱形纳米结构的涡核的位移。事实上，偶极能量中涡核位移的影响可以简单地建模为形式为$E_s = K_s \int_{\mathcal{S}_m} d\mathcal{S} \, (\hat{n} \cdot \hat{m})^2/2$的表面各向异性。此外，表面各向异性常数$K_s$与芯偏移方向上的圆柱面内退磁因子$N_y(L/R)$成比例，即，$K_s = μ_0 M_0^2 R \, N_y(L/R)$，其中$R$和$L$分别是圆柱体的半径和厚度。我们的结果表明，在磁涡旋中的涡核位移的解析研究中，由圆柱地幔中的电荷引起的非平凡偶极能量项可以用一个简单的积分$E_s$代替，从而提高了数值计算的效率。
2018-07-30 cond-mat.mes-hall
Analytical and numerical $K_u - B$ phase diagrams for cobalt nanostructures: stability region for a Bloch skyrmion
在这封信中，我们计算的能量对应于不同的磁相位存在于一个铁磁柱通过解析计算。从这些能量的比较中，可以构建作为样品的单轴各向异性和所施加的外部磁场的函数的磁相图。作为概念证明，我们分析了直径为240 nm、长度为70 nm的钴点的磁相图，其中易磁化轴平行于点轴，并且磁场朝向或垂直于该轴施加。从这些图中我们得到了布洛赫斯基米子（Sk）、涡核（VC）和铁磁（F）位形的稳定区域，它们可以指向任何$ψ$方向。我们的研究结果提供了一个途径，工程的形成和可控性的skyrmion在不同的各向异性常数和磁场的铁磁点。
2017-09-06 cond-mat.mes-hall
Generation of Large Vortex-Free Superfluid Helium Nanodroplets
本文展示了无涡旋超流氦纳米液滴的生成，通过X射线衍射确认在每滴高达10^8个原子范围内无涡旋聚集占主导，为低温下远离平衡态纳米结构的组装奠定基础。
2023-06-20 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.flu-dyn
Stray-field imaging of magnetic vortices with a single diamond spin
尽管在磁成像方面取得了数十年的进展，但以纳米尺度的空间分辨率获得直接的定量信息仍然是一个突出的挑战。最近，出现了一种新的技术，利用金刚石中的单个氮空位（NV）缺陷作为原子大小的磁力计。虽然NV磁测量法在磁成像方面有重大进展，但该技术在应用于现实的磁性纳米结构时的有效性仍有待证明。在这里，我们使用扫描NV磁力计对磁涡旋进行成像，由于涡旋核心的尺寸很小（约10 nm），磁涡旋是纳米磁性中最具标志性的对象之一。我们报告的杂散磁场的三维，矢量和定量测量的涡流发射的铁磁方点，包括检测的涡核。我们发现良好的协议与微磁模拟，无论是规则的涡旋结构和高阶磁化状态。这些实验建立了扫描NV磁强计作为一个实用的和独特的工具，在纳米磁学的基础研究。
2013-09-05 cond-mat.mes-hall
Vortex precession frequency and its amplitude-dependent shift in cylindrical nanomagnets
在各种尺寸的圆形软铁磁纳米柱（磁点）中的自由磁涡旋进动频率是用于自旋电子器件（例如自旋扭矩微波纳米振荡器）的设计和磁性纳米结构的表征的重要参数。在这里，使用最近开发的集体变量的方法，在平面纳米磁体的磁性纹理的非线性动力学，这个频率和它的振幅依赖性的位移计算分析和绘制的全范围的圆柱体的几何形状。在大的平面点中，频移是正的，但在更小和更细长的点中变为负的。在某些点尺寸下，实现了零频移，这对于增强磁性纳米振荡器的频率稳定性是重要的。
2013-12-20 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Vortex motion in reconfigurable three-dimensional superconducting nanoarchitectures
本研究利用三维纳米图案化技术制备超导纳米结构，证实三维超导涡旋的存在与运动及几何限域导致的涡旋弯曲，观测到临界场的几何各向异性并实现超导态与正常态的可重构共存，揭示了可通过几何限域操控的三维涡旋态纳米超导中间区间，为相关量子技术等提供调控新路径。
2024-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Externally-driven transformations of vortex textures in flat submicrometer magnets
两个影响的振荡变换的涡旋纹理在平坦的纳米磁体由于施加外部磁场或自旋极化电流的解析描述与相关的亚微米尺寸的软磁结构（其厚度是显着大于静磁交换长度）。这些是在一个长的磁条的畴壁（DW）结构的变化（横向DW之间的振荡，一个涡旋DW，和一个antivortex DW）和周期性的涡核反转在一个圆形的磁点，这是伴随着振荡位移的涡旋从点中心。在纳米结构的厚度较小（相当于交换长度），非局部静磁效应是非常强的，因为快速的空间变化的磁化，类似的现象已经被广泛研究。在这里，动力学研究内的局部方法，包括静磁场通过边界条件的解决方案的Landau-Lifshitz-Gilbert方程。条纹态和涡旋态的离散波都被看作是交叉结离散波的碎片。尽管相似的循环变换的顺序更强的限制纳米磁体的动力学，运动的细节（轨迹）的涡旋和反涡旋（布洛赫线）的纹理研究是不同的，这是有关禁止快速跳跃的布洛赫线的极化。除了围绕磁场或电流极化的方向的磁化旋转，纹理的演变示出涉及到振荡的DW宽度的振荡的振荡变化的磁铁平面中的任何任意轴的交叉领带DW的方向。
2012-05-20 cond-mat.mes-hall
Design and control of three-dimensional topological magnetic fields using interwoven helical nanostructures
本研究利用单个交织三维纳米结构结合外加磁场方案，生成了含反涡旋场、六极尖点场及混合手性三维斯格明子场管的可重构三维拓扑磁场织构，为纳米尺度拓扑磁场设计调控提供了关键进展。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of Artificial Ice Systems for Magnetic Vortices in a Superconducting MoGe Thin-film with Patterned Nanostructures
我们报告了一种反常的匹配效应在钼锗薄膜包含对圆孔安排在这样一种方式，其中四对满足在每个顶点的一个正方形晶格。在电阻和临界电流的磁场依赖性中观察到显著的分数匹配。在半匹配场处，临界电流甚至可以高于零场处的临界电流。这是以前从未观察到的超导体与钉扎阵列的旋涡。非线性Ginzburg-Landau理论的数值模拟揭示了在半匹配场的基态中的方涡冰结构，并在临界电流的场依赖性中表现出类似的特征，首次证实了人工冰系统的实验实现。
2013-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetoelastic conversion in integrated YIG nanostructures
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Institute of Magnetism of NAS and MOS of Ukraine（乌克兰国家科学院和教育部磁性研究所）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Luxembourg Institute of Science & Technology (LIST)（卢森堡科学与技术研究所）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CEA（法国原子能和替代能源委员会）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble INP（格勒诺布尔理工学院）；Spintec（自旋电子学与技术中心）；WPI-AIMR, Tohoku University（东北大学世界顶尖科学研究学院）；University of the Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本研究通过优化YIG环结构参数，实现了磁弹性模式的高效共振耦合，为可调频率转换器件的设计提供了新途径。
2026-02-24 cond-mat.mes-hall
Magnetization reversal mechanism of double-helix nanowires probed by dark-field magneto-optical Kerr effect
TU Wien（维也纳工业大学）；University of Loughborough（拉夫堡大学）；Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, CSIC-Universidad de Zaragoza（阿拉贡纳米科学与材料研究所，西班牙科学理事会-萨拉戈萨大学）；Synchrotron SOLEIL（SOLEIL同步辐射中心）；University of Vienna（维也纳大学）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；Hiroshima University（广岛大学）
通过暗场磁光Kerr效应研究双螺旋纳米线在三维磁场下的磁化反向机制，揭示了螺旋涡旋管的形成与反向过程，为三维纳米结构的磁性研究提供了新方法。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall
Direct visualization of domain wall pinning in sub-100nm 3D magnetic nanowires with cross-sectional curvature
本研究提出结合405nm双光子光刻与传统沉积的方法，制备出特征尺寸低至70nm、兼具截面与纵向曲率的100nm以下3D铁磁纳米线，揭示截面曲率可催生多种新型畴壁，并通过磁力显微镜直接观测到畴壁的注入、钉扎与跳跃行为，建立模型阐明厚度梯度与局域粗糙度对钉扎概率的调控作用。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin dynamics of anisotropic azimuthal modes in heterogeneous magnetic nanodisks
众所周知，坡莫合金纳米盘中磁涡旋态的方位角自旋波模具有圆对称性。直觉上，具有磁晶各向异性的磁性材料与方位角模式的圆对称性不相容。然而，在这篇文章中，我们报告立方方位角模式在异质纳米盘组成的坡莫合金核心和铁壳。方位角模的四重对称性是由于坡莫合金芯和Fe壳之间的交换和静磁相互作用。与圆形方位角模式的结果相比，在立方方位角模式的激励下，涡旋开关发生得更快。在Py区，受感生立方各向异性的影响，涡核的回转路径变为正方形。我们还发现了涡核尺寸和涡度的周期性振荡。我们的研究结果可能为利用异质磁性纳米结构的自旋电子学应用提供一条新的途径。
2019-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nernst effect based near field imaging of magnetic nanostructures
本研究利用反常能斯特效应结合原子力显微镜针尖产生纳米级温度梯度，实现磁性纳米结构的高分辨率成像，并扩展至面外磁化研究，获得约80纳米空间分辨率。
2024-07-17 cond-mat.mes-hall
Third type of domain wall in soft magnetic nanostrips
纳米结构中的磁畴壁（DW）是以均匀磁化分离区域的低维物体。由于它们可以有不同的形状和宽度，DW是基础研究的一个令人兴奋的游乐场，在过去的几年里，DW成为了紧张工作的主题，主要集中在控制，操纵和移动其内部磁配置。在具有面内磁化的纳米带中，已经确定了两个DW：在薄且窄的带中，横向壁在能量上是有利的，而在较厚且较宽的带中，涡旋壁具有较低的能量。相关联的相图现在已经很好地建立起来，并且经常用于预测给定磁性纳米结构中的低能磁性配置。然而，除了横向和涡旋壁，我们发现另一种类型的壁存在于坡莫合金纳米带的数值。这第三种类型的DW的特征在于具有不寻常的长度和三个内部自由度的三维磁通闭合微磁结构。光刻图案的坡莫合金纳米带上的磁成像证实了这些预测，并显示这些DW可以在约1 mT的外部磁场下移动。提供了描述坡莫合金纳米带中所有已知类型的DW的稳定区域的扩展相图。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localized domain-wall excitations in patterned magnetic dots probed by broadband ferromagnetic resonance
我们研究了由畴壁（双涡旋态）连接的空间分离磁涡旋的圆形坡莫合金点的磁化动力学。我们确定了一种新型的准一维（1D）局域自旋波模式限制沿畴壁，连接两个涡核与两个边缘半反涡旋。模式本征频率随点尺寸的变化与所开发的模型定量一致，该模型考虑了局部1D自旋波或所谓的Wintermagnons的偶极起源[J.M. Winter，Phys.Rev. 124，452（1961）]。这些自旋波类似于弦的位移波，并且可以在具有畴壁的图案化磁性纳米结构中被激发，即在三角形、正方形、圆形或椭圆形磁性点中。
2012-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent topological quasiparticle kinetics in constricted nanomagnets
本研究发现受限纳米磁体在皮秒尺度上因手性涡旋环形拓扑准粒子弛豫而展现出快速动力学，该行为与底层磁性材料性质无关，具有普适性。
2024-02-17 cond-mat.mes-hall
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
Periodic structure of memory function in spintronics reservoir with feedback current
通过求解纳米结构铁磁体中的涡核动力学，从理论上研究了反馈效应对物理库计算的作用。虽然由于反馈电流的自旋转移力矩使涡动力学复杂，它是澄清的反馈效应并不总是有助于增强的物理水库中的记忆功能。当反馈电流的延迟时间不是脉冲宽度的整数倍时，记忆函数变大，其特征在于输入数据与涡核动态响应之间的相关系数。另一方面，当延迟时间是脉冲宽度的整数倍时，记忆功能保持较小。其结果是，短期记忆容量的周期性行为被观察到相对于延迟时间，其现象可以归因于虚拟神经元之间的相关性通过反馈电流。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other nlin.AO
Topological monopole's gauge field induced anomalous Hall effect in artificial honeycomb lattice
人工蜂窝晶格中的涡旋磁结构提供了一个独特的平台来探索由于手性磁化通过直接相互作用赋予循环电子的额外Berry相位曲率而产生的涌现性质。我们认为，虽然平行排列的磁分量导致量子化的磁通的Berry球的中心，在平面内的涡旋循环的磁化引起了意想不到的非平凡的拓扑Berry相位由于规范场变换。这种前所未有的效应表明了矢势在多连通几何系统中的重要性。通过坡莫合金蜂窝晶格上的霍尔电阻测量，获得了对所提出假设的实验证实。对面内手征引起的拓扑规范变换的研究揭示了霍尔电阻$R_{xy}$作为垂直场函数的反常准振荡行为。$R_{xy}$的振荡性质是由于平衡电流的波动作为费米波矢$k_F$的函数，在本文中提出的新配方设想。我们的协同方法表明，人工可调的纳米结构材料提供了新的远景，探索拓扑现象的强大的根本重要性。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extending the time of coherent optical response in ensemble of singly-charged InGaAs quantum dots
扩展来自量子发射器的大集合的相干光学响应的时间尺度的能力对于量子信息设备中的应用是非常有吸引力的。在半导体纳米结构中，自旋自由度可以作为辅助的、强有力的工具来修改相干光学动力学。在这里，我们将这种方法应用于带负电荷的（In，Ga）As/GaAs自组装量子点，这些量子点被认为是具有鲁棒的光学相干性和高带宽的优秀量子发射器。我们研究了3脉冲自旋相关光子回波在高达1 T的中等横向磁场中的作用。我们证明，相干光响应的时间尺度可以延长至少一个数量级的字段。在无磁场时，光子回波衰减为$T_ 2$ = 0.45 ns，这是由三重子的辐射寿命$T_1$ = 0.27 ns决定的。在存在横向磁场的情况下，光子回波信号的衰减由驻留电子系综的自旋退相时间$T_{2,e}$ ~ 4 ns给出。我们证明了三重态重空穴的非零横向g因子在长寿命光子回波信号的时间演化和磁场依赖性中起着至关重要的作用。
2022-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Subterahertz collective dynamics of polar vortices
拓扑结构的集体动力学从基础和应用的角度都引起了人们极大的兴趣。例如，对磁涡旋和skyrmions的动力学性质的研究不仅加深了对多体物理学的理解，而且在数据处理和存储方面也有潜在的应用。最近在铁电超晶格中实现了由电极化而不是自旋构造的拓扑结构，有望用于拓扑有序的超快电场控制。然而，很少有人知道这种复杂的扩展的纳米结构，这反过来又构成其功能的动力学。使用太赫兹场激发和飞秒X射线衍射测量，我们观察到超快集体极化动力学是独特的极涡，与数量级更高的频率和更小的横向尺寸比实验实现的磁涡旋。一种以前看不见的软模式，以下称为涡子，出现了纳米级原子位移圆形图案的瞬态阵列，在皮秒时间尺度上反转它们的涡度。其频率显着降低，在临界应变，表明凝聚的结构动力学。基于第一性原理的原子计算和相场模型揭示了微观原子排列和涡旋模式的频率。极涡亚太赫兹集体动力学的发现为电场驱动的数据处理在具有超高速和超密度的拓扑结构中的应用开辟了机会。
2021-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering Magnetic States and Magnetoresistance in Bisegmented Co-Ni Jellyfish Nanowires via Interplay of Shape and Magnetocrystalline Anisotropies
本研究制备双段Co-Ni水母纳米线，通过调控形状与磁晶各向异性实现磁态切换，并编程各向异性磁电阻，为功能性磁性纳米材料设计提供蓝图。
2025-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Holographic Vector Field Electron Tomography of Three-Dimensional Nanomagnets
纳米磁体中复杂的3D磁性纹理表现出丰富的物理特性，例如与外部场和电流的动态相互作用，并在当前的技术挑战中发挥越来越大的作用，例如节能存储设备。为了研究这些磁性纳米结构，包括它们对几何形状、组成和结晶度的依赖性，具有纳米空间分辨率的磁场的3D表征是必不可少的。在这里，我们展示了如何全息矢量场电子层析成像可以重建所有三个组成部分的磁感应强度以及静电势的Co/Cu纳米线与亚10\，nm的空间分辨率。我们解决的工作流程，从采集，通过图像对齐全息和断层重建。结合所获得的断层扫描数据与微磁的考虑，我们得到当地的关键磁特性，如磁化电流或交换刚度，并演示如何磁化配置，如涡旋状态的Co盘，取决于小的结构变化的生长纳米线。
2019-10-08 cond-mat.mes-hall physics.data-an physics.ins-det
