Alternative understanding of the skyrmion Hall effect based on one-dimensional domain wall motion
一个运动的磁skyrmion表现出横向偏转。这种所谓的斯基尔米恩霍尔效应可以用蒂勒方程来解释。在这里,我们提供了另一种解释的skyrmion霍尔效应的基础上的动态域壁包围skyrmion。我们与自旋力矩引起的局部旋转的畴壁段的Skyrmion核心的移动,解释在微磁水平上的Skyrmion霍尔效应。基于我们的直观解释,我们还表明,Skyrmion霍尔效应可以通过结合自旋转移和自旋轨道转矩来抑制,从而消除了利用skyrmion在设备中的主要障碍。
2022-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Activation of anomalous Hall effect and orbital magnetization by domain walls in altermagnets
Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院);Johannes Gutenberg University Mainz(约翰内斯·古腾堡美因茨大学)
研究通过域墙激活纯交替铁磁体中的异常霍尔效应和轨道磁化,揭示了域墙在理解其磁输运性质中的关键作用。
2025-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of disorder on transverse domain wall dynamics in magnetic nanostrips
我们研究了无序对铁磁纳米带中横向畴壁动力学的影响,无论是由磁场或自旋极化电流驱动,通过执行一个大的GPU加速微磁模拟合奏。通过在系统中包括小的、随机分布的非磁性空隙来模拟无序。研究的磁畴壁速度作为所施加的磁场和电流密度的函数揭示了根本的差异,在畴壁动力学引起的这两种模式的驱动:对于场驱动的情况下,我们确定了两种不同的畴壁钉扎机制,下面和上面的沃克击穿,分别操作,而对于电流驱动的情况下钉扎是不存在的沃克击穿。增加无序强度诱导更大的沃克击穿场和电流,并导致降低和增加畴壁速度在击穿场和电流,分别。此外,对于绝热自旋转移矩,发现本征钉扎机制被无序抑制。我们解释这些发现在一维模型中的一个有效的阻尼参数$α^*$增加的无序强度。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-driven domain wall motion with spin Hall effect: Reduction of threshold current density
我们从理论上研究了自旋霍尔效应和非本征钉扎势共同作用下电流驱动的畴壁运动。自旋霍尔效应主要影响钉扎势中畴壁进动的阻尼比。当钉扎电位不太强时,这导致具有一定极性的畴壁的脱钉的阈值电流密度显著降低。我们还提出了一种方法来区分自旋霍尔效应引起的自旋转移力矩从一个由Rashba自旋轨道耦合实验。
2013-03-26 cond-mat.mes-hall
Quantum Valley and Sub-valley Hall Effect in the Large Angle Twisted Bilayer Graphene
本文研究了大角度扭曲双层石墨烯中的量子谷与亚谷霍尔效应,发现微小角度偏离会形成一维畴壁导电通道构成的二维网络,诱发非费米液体输运,且可通过层位移和电场调控畴壁模式,为相关效应提供了高可调谐性新平台。
2023-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain Wall in a Quantum Anomalous Hall Insulator as a Magnetoelectric Piston
理论研究了动态磁化织构与拓扑绝缘体界面诱导的量子反常霍尔绝缘体态的磁电耦合。特别是,我们提出的量子反常霍尔绝缘体的磁配置的域壁,当接触的电水库,作为一个磁电活塞。移动的畴壁在闭合电路中的电引线之间泵送电荷电流,而施加电偏压引起畴壁的往复运动。这种类似活塞的作用是通过载流子经由畴壁压印的手性模式的有限反射来实现的。此外,我们发现,当与最近发现的自旋-轨道扭矩诱导的畴壁运动在重金属相比,反射系数起着有效的自旋霍尔角的作用,建议的电控制畴壁的效率。定量地,这个有效的自旋霍尔角被发现接近$2$的普适值,提供了一个有效的方案来重新配置可能的存储器和逻辑应用的畴壁手性互连。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall
Hall effect of ferro/antiferromagnetic wallpaper fermions
该研究构建铁磁/反铁磁耦合的壁纸费米子有效模型,揭示两类磁矩打开能隙并导致量子化电荷或自旋霍尔响应,且结论具有对称性层面的普适性。
2023-05-12 cond-mat.mes-hall
Modulation of anisotropic magnetoresistance by anomalous Hall signal and its application to real-time domain wall velocity measurement
本文提出了一种利用反常霍尔信号调制各向异性磁电阻(AMR),从而测量近场畴壁运动速度的方法。我们研究了纵向(Rxx)霍尔几何中恒定磁场下的磁化弛豫。我们观察到不对称的Rxx峰出现在DW钉扎领域。这种不寻常的磁阻行为解释考虑AMR调制的异常霍尔电压。在所提出的方法中,使用磁化弛豫,DW速度的实时测量是比较容易的其他显微镜方法。此外,来自异常霍尔电压的附加信号使得该技术对于DW速度测量更简单和灵敏,这可以用于各种自旋电子传感应用。
2020-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spins, charges and currents at Domain Walls in a Quantum Hall Ising Ferromagnet
研究了量子霍尔伊辛铁磁体中的自旋织构。用微观计算支持的泛函理论分析了$ν=2$中铁态和非极化态之间的畴壁。在中性壁中,Hartree排斥防止由负刚度引起的扇形相的出现。对于带电系统,电子在畴壁处被捕获为孤子。孤子的大小和能量由Hartree相互作用和自旋轨道相互作用决定。最后,我们讨论了如何通过畴壁电输运发生。
2002-08-20 cond-mat.mes-hall
Orientation dependent anomalous Hall and spin Hall currents at junctions of altermagnets with $p$-wave magnets
School of Physics, University of Hyderabad(海德拉巴大学物理学院)
研究揭示了交替磁体与p-波磁体结点处因晶体学方位和自旋结构而产生的横向电荷和自旋电流调控机制。
2025-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular magnetization reversal in Pt/[Co/Ni]$_3$/Al multilayers via the Spin Hall Effect of Pt
我们结合反常霍尔效应和磁光克尔效应技术,实验研究了Pt/[Co/Ni] $_3$ /Al多层膜的电流感生磁化反转.对于0.3 TA/m $^2$量级的电流密度,磁化反转通过相反极性的域的成核和传播发生。在这些实验中,我们证明了一个完整的控制每个阶段:i)的奥斯特场控制域成核和ii)域壁传播发生的自旋扭矩从Pt自旋霍尔效应。这种情况需要面内磁场来沿着电流调谐畴壁中心取向,以实现有效的畴壁传播。事实上,作为成核,域壁是手性和Néel样的,由于界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。
2015-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hall diffusion anomaly and transverse Einstein relation
通常认为,电子流体对机械力(例如电场)或"统计力”(例如,化学势的梯度)由单一的线性输运系数-电导率控制。我们认为,这是不是在异常霍尔材料的情况下。特别是,我们发现,横向(霍尔)电流表现出两个不同的霍尔响应由一个非常规的{ \it横向}爱因斯坦关系,捕捉霍尔电导率和霍尔扩散常数之间的异常关系。我们给出的例子时,霍尔扩散异常是突出的,导致横向扩散过程中的霍尔电导率,反之亦然。
2020-07-20 cond-mat.mes-hall
Birth, Growth and Death of an Antivortex during the Propagation of a Transverse Domain Wall in Magnetic Nanostrips
观察和分析了由于横向畴壁(DW)在磁性纳米带中的传播而引起的反涡旋的产生、生长和死亡。反涡旋的形成是由静磁相互作用产生的草莓状横向涡旋的内禀过程。在外部磁场下,宽度较宽区域中的DW倾向于比较窄部分中的DW移动得更快。这种速度不匹配倾斜并拉长了DW中心线。在DW中心线的尾部附近周期性地产生一个反涡。反涡要么沿着中心线移动并在带材的另一侧死亡,要么增长到其最大尺寸,从DW中分离出来,并最终消失。前一种路由使DW的极性反转,而后一种路由保持DW的极性不变。DW结构的演变进行了分析,使用绕组数分配给每个拓扑缺陷。得到了场宽平面上的相图并进行了讨论。
2013-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localized NMR Mediated by Electrical-Field-Induced Domain Wall Oscillation in Quantum-Hall-Ferromagnet Nanowire
我们提出了分数量子霍尔畴壁限制在一个门定义的线结构。我们的实验利用射频电场驱动的畴壁的空间振荡来引起核磁共振。由此产生的光谱进行了讨论,在两个大的四极场创建的导线和超精细领域与振荡域壁。这提供了这样的实验事实,即尽管存在潜在的变形,但畴壁在受限的几何形状附近仍然存在,由此允许在电装置中进行局部磁共振。
2016-03-10 cond-mat.mes-hall
Fractional Fermion Number and Hall Conductivity of Domain Walls
本文计算了厚畴壁的分数费米子数。通过发展支配畴壁周围费米子涨落的狄拉克哈密顿量的谱η函数的热核展开来实现分析。导出了非零费米子数总是伴随着壁面感应霍尔电导的公式。在薄而不可穿透的壁的限制下,出现手征袋边界条件,并计算了这种情况下的霍尔电导率。
2019-08-21 cond-mat.mes-hall hep-th
Resistance spikes and domain wall loops in Ising quantum Hall ferromagnets
我们解释了最近观察到的电阻尖峰和滞后输运性质的伊辛量子霍尔铁磁体在其畴壁的独特物理。自洽RPA/Hartree-Fock理论用于微观确定基态和畴壁激发的性质。在这些系统中,畴壁环支持一维电子系统,其有效质量与裸电子质量相当,并且可以携带电荷。我们的理论能够定量地解释实验的伊辛临界温度和电阻磁滞回线的特性。
2001-04-18 cond-mat.mes-hall
Domain wall resistance in CoFeB-based heterostructures with interface Dzyaloshinskii-Moriya interaction
本文研究了W/Ta/CoFeB/MgO异质结的畴壁电阻。Ta层的厚度是不同的,以控制域壁的类型,通过在界面Dzyaloshinskii Moriya相互作用的变化。我们发现一个几乎恒定的畴壁电阻对Ta层厚度。各向异性磁电阻、自旋霍尔磁电阻和反常霍尔效应的贡献很好地描述了厚Ta层膜的畴壁电阻。然而,对于Ta薄层薄膜,发现了手性类Néel畴壁,这一结果表明了从电阻测量研究畴壁类型的困难。
2018-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantitative noncontact measurement of thermal Hall angle and transverse thermal conductivity by lock-in thermography
本文提出一种基于磁场调制锁相热成像的非接触定量测量方法,可同时测定热霍尔角、纵向和横向热导率,并在铁磁Heusler合金Co₂MnGa中验证了其有效性。
2025-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
General planar transverse domain walls realized by optimized transverse magnetic field pulses in magnetic biaxial nanowires
本文报道了在具有固定强度和优化取向分布的横向磁场脉冲作用下,在磁性双轴纳米线中实现了具有任意倾斜角的平面横向畴壁。我们平滑任何扭曲的方位角平面的TDW,从而完全解耦的极和方位自由度。然后推导出描述极角分布的解析微分方程,得到的解不是Walker-Answer形式。在此基础上,研究了平面TDW的场驱动动力学特性。结果表明,在相同的轴向驱动场作用下,随动脉动使壁面速度增大。这些结果将有助于设计一系列基于一般平面TDW的现代逻辑和存储器纳米器件。
2016-06-07 cond-mat.mes-hall
Chiral Hall effect in the kink states in topological insulators with magnetic domain walls
在这篇文章中,我们考虑由于拓扑保护扭结态形成的手征霍尔效应在拓扑绝缘体的边界之间的域具有不同的拓扑不变量。这样的系统包括磁性掺杂或接近铁磁体的三维拓扑绝缘体的表面,以及某些二维拓扑绝缘体。我们分析了沿畴壁的平衡电荷电流,表明它等于沿畴外边界反向传播的平衡电流之和。此外,我们还计算了当外加电压垂直于畴壁时沿畴壁的耗散电流。
2020-04-22 cond-mat.mes-hall
Chiral transport along magnetic domain walls in the quantum anomalous Hall effect
最近的预测和随后的发现,在三维铁磁拓扑绝缘体(MTI)(Cr $_y$ Bi $_x$ Sb $_{1-x-y}$)$_2$ Te $_3$薄膜中的量子反常霍尔(QAH)效应为零外磁场下基于手征边缘态的器件开辟了新的可能性。与$ν=1$量子霍尔系统一样,QAH系统被预测为具有沿着膜的边界循环的单个手征边缘模式。手性边缘模式的后向散射应被抑制,最近通过观察量子化良好的霍尔折射率$ρ_{yx} = \pm h/e^2$以及低至几欧姆的纵向折射率来验证。沿着磁畴壁也预期无耗散的1D传导。在这里,我们有意地创建一个磁畴壁的MTI和研究沿畴壁的电输运。我们提出的第一个观察手性运输沿畴壁,与理论预测一致。我们提出了进一步的证据表明,两种模式的平衡和共同传播沿畴壁的长度。
2017-07-27 cond-mat.mes-hall
Engineering planar transverse domain walls in biaxial magnetic nanostrips by tailoring transverse magnetic fields with uniform orientation
在磁性纳米结构中设计和实现各种不同的磁化织构是开发现代信息产业中新型磁性纳米器件的关键。在所有这些织构中,平面横畴壁(pTDWs)是最简单和最基本的,这使得它们在器件物理中很受欢迎。在这项工作中,我们报告了工程的pTDWs与任意倾斜的姿态在双轴磁性纳米带的横向磁场分布均匀的方向,但可调的强度分布。静态和轴向场驱动的动力学这些pTDWs的分析研究。事实证明,对于静态,这些pTDWs是鲁棒的,再次干扰,这是不是太突然,而动态,它可以定制,以获得更高的速度比沃克的预测。这些结果将为设计具有新颖的一维磁化织构(如360 $^\circ$壁)或甚至二维织构(如涡旋、skyrmions等)的磁性纳米器件提供启示。
2018-12-03 cond-mat.mes-hall
Charge and spin textures of Ising quantum Hall ferromagnet domain walls
研究了伊辛(整数)量子霍尔铁磁体中与任意光滑极化织构相关的电荷和自旋结构。我们考虑的情况下,两个极化(表示为“pseudospin”向上和向下)对应的状态具有相反的物理自旋和不同的朗道能级指数,$n\uparrow$和$m\downarrow$。我们推导出的电荷和自旋密度的解析表达式,作为底层的赝自旋纹理的函数,并使用这些结果来调查不同类型的线性畴壁,分析和数值。我们发现,任何光滑的畴壁之间的两个相反的极化域携带一个普遍的量子化的电荷偶极子密度的朗道能级指数,$n-m$的差异成正比。另外,畴壁中的不均匀性可能引起在畴壁处局部化的过量净电荷。有趣的是,与畴壁相关的物理自旋密度通常表现出比赝自旋织构复杂得多的多极结构。例如,这些结果应该有助于阐明伊辛量子霍尔系统中的核电共振和核极化振荡的机制。
2019-09-29 cond-mat.mes-hall
Signature of multilayer graphene strain-controlled domain walls in quantum Hall effect
畴壁,定义多层石墨烯中不同堆叠区域之间的边界的拓扑缺陷,已被证明具有令人兴奋的物理学。在电子输运实验中原位调整这些拓扑缺陷的能力在畴壁的基本理解以及电子应用方面带来了丰富的可能性。在这里,我们展示了通过MEMS(微机电系统)驱动器和磁阻测量畴壁的多层石墨烯量子霍尔效应的效果。可逆和受控的单轴应变触发这些拓扑缺陷,表现为新的量子霍尔效应平台以及跨器件的电流的离散和可逆调制。我们的研究结果得到了理论计算的支持,并构成了通过电子输运探测多层石墨烯中拓扑缺陷的原位调谐的第一个迹象,为在电子应用中使用可逆拓扑缺陷开辟了道路。
2020-12-24 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall-like transverse magnetoresistance in Au thin films on Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$
铂与磁性绝缘体接触时的异常霍尔信号是常见的观测结果,可以用邻近磁化或自旋霍尔磁阻来解释。在这项工作中,纵向和横向的磁阻测量的纯金薄膜上的亚铁磁绝缘体Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$(钇铁石榴石,YIG)。我们发现,无论是纵向和横向的磁阻有定量一致的缩放YIG/Au和YIG/Pt参考系时,应用自旋霍尔磁阻框架。由于磁邻近效应而引起的反常霍尔效应的贡献是不明显的。
2018-11-14 cond-mat.mes-hall
Ultra-high differential mobility and velocity of Néel walls in spin valves with planar-transverse polarizers under low perpendicularly injected currents
对垂直电流注入的狭长自旋阀中的横向畴壁动力学进行了理论研究。我们证明,稳定的行波运动的有限速度的TDWs生存足够强的平面横向偏振器。对于典型的铁磁材料(例如,Co)和可实现的自旋极化($P=0.6$),TDW在低于$10^7$ $\mathrm{A/cm^2}$的电流密度下获得$10^3$ m/s的速度。该效率与垂直偏振器的效率相当。更重要的是,在这种情况下,壁在稳定壁激发的开始附近具有超高的“微分迁移率”。我们的研究结果为开发基于TDW传播的低能耗磁性纳米器件开辟了新的可能性。此外,平行和垂直偏振器的分析完美地解释了现有的模拟结果。最后,进一步提高TDW的外部均匀横向磁场进行了研究,结果证明是有效的。
2019-07-11 cond-mat.mes-hall
Central role of domain wall depinning for perpendicular magnetization switching driven by spin torque from the spin Hall effect
我们研究确定性的磁性反转的垂直磁化的Co层在Co/MgO/Ta纳米正方形驱动的自旋霍尔扭矩从面内电流在下面的Pt层。开关过程的速率限制步骤是畴壁(DW)通过自旋霍尔扭矩通过热辅助机制,最终产生完全反转的域扩展脱钉。需要与电流共线的面内施加的磁场,其中必要的场尺度由克服由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用施加的DW手性的需要来设置。一旦考虑焦耳热,对于4 nm的Pt,开关电流密度与自旋霍尔角θ $_{SH}$ ${\approx}$ 0.07定量一致。
2013-12-27 cond-mat.mes-hall
Semiclassical dynamics of domain walls in the one-dimensional Ising ferromagnet in a transverse field
本文研究了具有铁磁Ising相互作用的自旋链在垂直于易磁化轴的外磁场(横场伊辛模型)作用下磁畴壁的动力学.利用连续近似下的解析结果和离散经典模型下的数值模拟,在半经典近似下分析了畴壁的量子特性。我们发现,畴壁谱显示了由2个$S$非交叉区组成的能带结构。
2004-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological defects and Goldstone excitations in domain walls between ferromagnetic quantum Hall effect liquids
结果表明,在由非均匀裸塞曼分裂$ε_{Z}$产生的多畴结构系统中,铁磁量子霍尔效应液体的低能谱是由畴间壁的激发形成的.对于台阶状$ε_Z(r)$,畴壁谱包括具有线性色散的自旋波和由于自旋-轨道耦合引起的小间隙,以及低能拓扑缺陷。后者是带电的,并且在提供通过畴壁网络的渗透的条件下,可以在传输中占主导地位。
1999-01-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Statics and field-driven dynamics of transverse domain walls in biaxial nanowires under uniform transverse magnetic fields
本文基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程,研究了准一维双轴纳米线在任意均匀横向磁场作用下的横向畴壁(TDW)静力学和场驱动动力学.在没有轴向驱动场的情况下,静态TDW应围绕其中心对称,同时其方位角分布扭曲。通过解耦的极性和方位角的自由度,提供了一个近似的解决方案,再现这些功能在很大程度上。当施加轴向驱动场时,TDW的动态行为被视为其静态轮廓对外部激励的响应。通过渐近展开法,得到了行波模式下的TDW速度,给出了TMF对双轴纳米线中TDW“速度增强”效应的范围和边界。最后进行了数值模拟,并有力地支持了我们的分析。
2016-03-26 cond-mat.mes-hall
A unified drift-diffusion theory for transverse spin currents in spin valves, domain walls and other textured magnets
横向于铁磁体磁化方向的自旋只在很短的距离内存在。我们开发了一个漂移扩散的方法,捕获系统中的横向自旋效应的主要特征与任意自旋纹理(涡,域壁)和推广的Valet-Fert理论。除了标准的特征长度(多数和多数电子的平均自由程,自旋扩散长度),该理论引入了两个长度尺度,横向自旋相干长度和(拉莫尔)自旋进动长度。我们展示了如何从从头计算中提取这些长度或用巨磁阻实验测量。在长(绝热)畴壁,我们提供了一个解析公式,表示所谓的“非绝热”(或类场)的扭矩在这些长度尺度。然而,这种“非绝热”扭矩不再是一个简单的材料参数,而是取决于实际的自旋织构:在薄(<10 nm)的畴壁中,我们观察到与绝热极限非常显著的偏差。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall
Influence of Dzialoshinskii-Moriya interaction on static and dynamic properties of a transverse domain wall
结果表明,Dzialoshinskiii-Moriya相互作用导致一维双轴磁体中横向畴壁轮廓的非对称变形。变形的幅度相对于Dzialoshinskii常数$D$是线性的。对畴壁参数能量密度、Doering质量、Walker场的数目进行了Dzialoshinskiii-Moriya相互作用引起的修正。本文提出了一个附加一对共轭集体变量的修正的$q$ - $Φ$模型,用于研究考虑内自由度的壁面动力学性质。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Transverse Transport in Two-Dimensional Relativistic Systems with Non-Trivial Spin Textures
利用多重散射理论,我们表明,普遍接受的表达的横向电阻率在磁系统主机skyrmions,由普通(OHE),异常(AHE)和拓扑霍尔效应(THE)的线性叠加给出,是不完整的,必须修改一个额外的术语,“非共线”霍尔效应(NHE)。它的角形是由磁性结构、电子的自旋轨道场和底层的晶体结构决定的,从而可以将NHE与其他各种霍尔贡献分开。它的大小与自旋-轨道相互作用强度成正比。NHE是从输运实验中解码二维和三维自旋纹理所需的一个基本术语。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Speed of field driven domain walls in nanowires with large transverse magnetic anisotropy
最近的分析和数值计算工作的领域驱动的畴壁在纳米线的传播表明,对于大的横向各向异性和足够大的应用领域的沃克轮廓变得不稳定的击穿场之前,让位给一个较慢的固定畴壁。我们执行的Landau Lifshitz吉尔伯特方程的大横向磁各向异性的渐近展开,并表明,渐近动力学再现这种行为。在低场作用下,速度随磁场的增加而线性增加,其分布为经典的朗道分布。超过一个临界值的应用领域的磁畴壁减慢。在渐近动力学中出现较慢的畴壁轮廓是由于反应扩散方程的前沿从推到拉的过渡。
2015-04-26 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Interplay between topological protected valley and quantum Hall edge transport
在二维电子气中实现拓扑保护态的一种既定方法是通过施加垂直磁场,从而产生量子霍尔边缘通道。有趣的是,在静电间隙的双层石墨烯中,即使在没有磁场的情况下,拓扑保护的电子态也可以出现在自然发生的堆叠畴壁处。虽然这两种类型的拓扑保护状态都被单独研究过,但它们之间有趣的相互作用仍然知之甚少。在这里,我们专注于拓扑畴壁态和量子霍尔边缘输运的八重简并零朗道水平的高品质悬浮双层石墨烯之间的相互作用。我们发现,两端电导保持近似恒定的低磁场在整个不同的量子霍尔态,因为导电通道之间的畴壁和设备的边缘。然而,对于高磁场,我们观察到的证据,运输抑制在畴壁,这可以归因于出现的频谱迷你间隙。这表明堆叠畴壁确实潜在地不对应于序参量中的拓扑畴壁。
2021-11-10 cond-mat.mes-hall
Magnetic domain walls in nanostrips of single-crystalline $\mathrm{Fe}_4\mathrm{N}(001)$ thin films with fourfold in-plane magnetic anisotropy
我们研究了外延$\mathrm{Fe}_4\mathrm{N}(001)$薄膜纳米带中的头对头畴壁,显示出四重磁各向异性。磁力显微镜和微磁模拟表明,畴壁具有特定的属性,相比软磁材料。特别地,沿着难磁化轴排列的条带被低于临界宽度的部分磁通闭合手风琴状畴包裹,同时逐渐转变为用于更宽条带的锯齿形壁。横向壁在最初施加横向于条带的磁场时是有利的,而在纵向磁场下的运动时是有利的。在所有情况下,这种四重各向异性畴壁的磁化织构表现出狭窄的微畴壁,这可能会引起特殊的自旋转移功能。
2015-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current driven second harmonic domain wall resonance in ferromagnetic metal/ nonmagnetic metal bilayer: a field-free method for spin Hall angle measurements
研究了交流电流驱动的双层铁磁金属(FM)/双金属(NM)纳米线中的畴壁运动。用包含所有自旋转移力矩的修正Landau-Lifshitz-Gilbert方程的解描述了自旋霍尔效应存在时畴壁的运动。我们发现,除了已知的第一谐波激励的磁畴壁中心的第二谐波频率响应。与磁性薄膜中自旋-轨道转矩的谐波霍尔测量中实验观察到的二次谐波响应相反,该二次谐波响应直接源自自旋-轨道转矩驱动的畴壁动力学。基于由畴壁动力学产生的自旋电流,确定跨纳米线长度的纵向自旋动力产生的电压。二次谐波响应引入了一种新的实用的无场和全电的方法来探测FM/NM双层结构的有效自旋霍尔角,可以应用于实验。我们的研究结果还表明,利用FM/NM双层结构的磁畴壁为基础的自旋力矩信号发生器和谐振器的能力。
2017-10-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Prediction of topological Hall effect in a driven magnetic domain wall
我们研究了在驱动磁DW中可能出现的拓扑霍尔效应。基于Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski(LLGS)方程的数值模拟结果表明,当DW处于非平衡态时,会出现出射磁通量.磁通量的大小由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya interaction)或面内纵向磁场调制,提供了对预测的THE的实验测试。这些结果表明,即使在拓扑简单的磁性DW中也可以观察到THE,从而为电学探测动态自旋结构开辟了新的可能性。
2019-07-07 cond-mat.mes-hall
Robust magnetotransport in disordered ferromagnetic kagome layers with quantum anomalous Hall effect
对无序铁磁可果美层的磁输运性质进行了数值研究。我们发现在可果美层状材料(如Fe $_3$ Sn $_2$,Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$,和Mn $_3$ Sn)中可以实现大的畴壁磁电阻或负磁电阻,表现出量子反常霍尔效应.戈薇层表现出强烈的磁各向异性和大的磁阻取决于它们的磁织构。这些畴壁磁阻预计将是强大的,对无序和观察无关的畴壁厚度,在铁磁金属中的常规畴壁磁阻。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall
Investigating transverse Hall conductances using two-terminal setups
在本文中,我们提出了一种方法来数值研究横向霍尔电导使用一个双端设置。使用非线性传输的概念,我们发现,霍尔电压对模型参数的依赖关系可以从每个终端的注入率之间的差异进行调查。该方法适用于非平衡格林函数以及散射矩阵方法。我们通过研究吸附原子诱导的自旋轨道散射中心无序的石墨烯中的量子自旋霍尔效应来说明所提出的想法。我们使用两个不同的模型,有限差分实现的狄拉克哈密顿量和紧束缚哈密顿量结合散射矩阵的方法和非平衡格林函数的方法,分别。
2018-03-02 cond-mat.mes-hall
Chiral magnetic domain walls under transverse fields: a semi-analytical model
本文提出了一个在任意面内磁场作用下,具有垂直易磁化轴和界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的双金属薄膜中畴壁结构的解析模型。它的解决方案被简化为一个解析函数的数值最小化只有一个变量。模型预测相比,数值微磁模拟,使用现有的样品的参数,揭示了一个非常好的协议。对剩余的差异进行了分析,并进行了部分纠正。与最简单的模型,通常在文献中发现,其中只有畴壁力矩的面内取向可以变化的预测的差异,举例说明。该模型允许精确的计算,作为一个功能的面内场模块和方向,畴壁的张力和宽度,量控制在这样的电影畴壁的蠕变运动。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall
Magnetization dynamics of a CrO$_2$ grain studied by micro-Hall magnetometry
采用微霍尔磁强计研究了单个微米级CrO $_2$颗粒的磁化动力学。通过这种技术,我们跟踪一个单一的畴壁的运动,这使我们能够探测整个材料的缺陷分布。沿晶粒易磁化方向的外部磁场引起磁化反转,从而引起磁化的一系列急剧跳跃。微磁学模拟的支持下,我们确定了过渡到一个国家与一个单一的交叉结畴壁,钉扎/脱钉的壁随机巴克豪森跳跃的结果。
2010-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Domain walls, fusion rules and conformal field theory in the quantum Hall regime
我们提供了一个简单的方法来获得融合规则与基本准孔在量子霍尔波函数,在畴壁。融合规则的知识有助于识别描述波函数的基本共形场论。我们得到了两参数波函数族(k,r)的融合规则,并明确给出了共形场论描述。这些包括当r=2时的Laughlin,Moore-Read和Read-Rezayi状态。“加夫尼”波函数是r>2的典型例子,在这种情况下,共形场论是非幺正的。
2008-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Domain-wall-controlled transverse spin injection
我们提出了一个效果,即沿铁磁和正常金属之间的界面的电流导致注入纯自旋电流到正常金属,如果在铁磁体的磁化方向沿电流的方向变化。对于铁磁畴壁的具体示例,我们计算当注入Pt层时该自旋电流引起的逆自旋霍尔效应电压。此外,我们表明,这种纯自旋电流导致修改的参数,支配自旋转移和电流驱动的畴壁运动,这可以用来优化后者在分层磁系统。这种效应原则上能够控制器件中自旋电流注入的位置。
2012-12-21 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall nanooscillator based on an antiferromagnetic domain wall
提出一种基于易轴反铁磁体畴壁的高频自旋霍尔纳米振荡器,利用自旋电流激发 Néel 矢量锥形进动,实现可调至 THz 且阈值电流趋零的稳健交流输出。
2021-12-07 cond-mat.mes-hall
Resonant translational, breathing and twisting modes of pinned transverse magnetic domain walls
我们研究了铁磁纳米带中横向磁畴壁钉扎在缺口处的平移、呼吸和扭转共振模式。我们证明了一个模式的灵敏度缺口强烈依赖于该特定的谐振特性。例如,涉及壁的横向运动的模式的频率是对缺口侵入深度的变化最敏感的模式(特别是在畴壁的更窄、更强限制的端部处)。相比之下,呼吸模式,其动态集中远离凹口是相对不敏感的凹口的大小的变化。我们还证明了一个急剧下降的平移模式的频率向零接近时发现,使用谐振子模型,是一致的,在其边缘的缺口引起的限制电位的局部斜率的减少。
2015-09-11 cond-mat.mes-hall
Bias-Voltage-Induced Topological Phase Transition in Finite Size Quantum Spin Hall Systems in the Presence of a Transverse Electric Field
利用紧束缚BHZ模型和Landauer-Büttiker方法,研究了HgTe/CdTe量子阱中有限宽度带在有和无横向电场作用下的拓扑不变量.将认识到,临界电流改变量子阱带的拓扑不变量。这种拓扑相变是通过调节偏置电压而发生的,它取决于样品的宽度和栅极电压。考虑了外加横向电场对分离自旋上、自旋下能带结构、减小带隙以及调节普通自旋霍尔区和量子自旋霍尔区之间的拓扑相变的深刻影响。这说明横向电场放大了量子自旋霍尔区,导致量子阱带中的拓扑相变。我们的发现可能会立即清除自旋电子学领域的研究在自旋为基础的设备就业的一些实际方面。
2021-07-11 cond-mat.mes-hall
Tunneling chirality Hall effect in type-I Weyl semimetals
本文提出在时间反演破缺的I型Weyl半金属NS结中,Weyl锥倾斜导致手性对比斜反射,产生横向手性霍尔电流;其由倾斜对称性决定,破坏M但保持MC对称时出现纯手性霍尔电流。
2024-04-24 cond-mat.mes-hall
Unconventional Hall Effect in Gapless Superconductors: Transverse Supercurrent Converted from Normal Current
本文研究被超导体近邻化的无隙超导态,提出由准粒子Berry曲率驱动的超导霍尔效应(ScHE),将纵向正常电流转换为无耗散横向超导电流,并可通过角度依赖霍尔测量验证。
2025-05-29 cond-mat.mes-hall
Magnetic domain-wall velocity enhancement induced by a transverse magnetic field
采用高速磁光偏振仪和数值模拟方法研究了坡莫合金纳米线引导下的场驱动畴壁的自旋动力学。DW的速度和自旋配置确定为纵向驱动场,横向偏置场,和纳米线宽度的函数。具有足够大的横截面尺寸以支撑涡旋壁结构的纳米线表现出驱动场强度(在零偏置场下)的区域,其具有由抑制振荡运动的耦合涡旋结构引起的增强的DW速度。当施加横向偏置场时,在临界纵向驱动场(这标志着振荡DW运动的开始)上方观察到DW速度的十倍增强。支撑横向壁结构的具有较小横截面尺寸的纳米线也表现出临界场以上的较高迁移率区域,以及类似的横向场诱导的速度增强,但具有较小的增强因子。DW速度的偏置场增强解释的传播DW内的自旋分布和动力学的数值模拟,揭示动态稳定的耦合涡结构和抑制振荡运动的纳米线导管中的均匀DW运动在高速。
2011-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Hybrid Spin Noise Spectroscopy and the Spin Hall Effect
本文提出了一种新的混合自旋噪声光谱技术,它对自旋霍尔效应敏感。结果表明,标准自旋-自旋关联函数对自旋霍尔效应不敏感,而自旋-横向电压关联函数和横向电压-电压关联函数分别提供了自旋霍尔系数的线性和二次灵敏度.横向电压和自旋涨落之间的相关性表现为自旋霍尔效应的自旋-电荷耦合基础。我们期望所提出的方法可以在半导体自旋-电荷耦合的研究中得到应用。
2013-08-02 cond-mat.mes-hall
Effects of Domain Walls in Quantum Anomalous Hall Insulator/Superconductor Heterostructures
在最近的实验中,在量子反常霍尔(QAH)绝缘体/超导体异质结构输运测量中观察到高度为$\frac{e^2}{2h}$的半量子化纵向电导平台(HQCP)。据预测,这些HQCP是手征马约拉纳边缘态的签名。HQCP应该出现在霍尔电导$σ_{xy}$被量化的区域。然而,实验上,当霍尔电导$σ_{xy}$仅为体中出现耗散通道时量子化值的80%时,出现一对HQCP。体中的耗散通道预计会引起Andreev反射并破坏HQCP。在这项工作中,我们解释了如何域墙可以导致$σ_{xy}$偏离其量化值,并在同一时间保持量化的HQCP。我们的工作支持这样的说法,即实验观察到的HQCP确实是由QAH绝缘体/超导体异质结构中的手性Majorana模式引起的。
2016-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Current-driven dynamics of antiferromagnetic domain-wall skyrmions
本文在LLG唯象理论框架内结合微磁模拟,研究了反铁磁畴壁斯格明子的电流驱动动力学,发现其因各向异性自旋构型产生有限霍尔角,但在特定主轴方向上霍尔效应会被有条件抑制,揭示了多重孤子自旋织构的非传统动力学。
2025-04-17 cond-mat.mes-hall