Nitrogen-vacancy magnetometry of CrSBr by diamond membrane transfer
本文提出一种金刚石“干转移”技术，将金刚石微薄膜直接与二维层间反铁磁体CrSBr接触，利用氮-空位系综传感器探测到单层磁化强度为0.46(2) T，为任意基底上的二维磁性材料定量分析提供了新方法。
2023-07-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Combined synchrotron X-ray diffraction and NV diamond magnetic microscopy measurements at high pressure
我们报告的可能性，同时进行宽场氮空位（NV）金刚石磁性显微镜和同步辐射X射线衍射（XRD）测量在高压下。NV色心在金刚石砧的底脚上产生，该底脚集成在用于样品的静态压缩的金刚石砧室中。NV中心的光学检测的自旋共振用于映射由样品磁化产生的杂散磁场。使用这种组合方案，可以同时测量磁性和结构行为。作为原理证明，我们记录了铁在300 K下在15 - 20 GPa之间发生的相关α-Fe到ε-Fe结构和磁性转变。
2020-10-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
A light induced metastable magnetic texture uncovered by in-situ Lorentz microscopy
磁拓扑缺陷，包括涡旋和Skyrmions，可以通过调节内禀磁相互作用和杂散场几何形状稳定为平衡结构。在这里，采用快速淬火条件下，我们报告的观察光诱导的亚稳磁织构，它由一个密集的纳米级网络的涡旋和反涡旋，并表现出玻璃般的性能。我们的研究结果突出了光驱动磁系统中复杂有序机制的出现，开辟了利用超快远离平衡弛豫过程的新途径。
2016-09-13 cond-mat.mes-hall
Controllable manipulation of superconductivity using magnetic vortices
由超导薄膜与磁性纳米点阵列接触组成的超导/铁磁混合结构在所谓的“磁涡旋态”中的磁输运表现出有趣的性质。对于某些磁状态，来自涡旋阵列的杂散磁场足够强以驱动超导膜进入正常状态。以这种方式，正常到超导的相变可以由磁历史控制。超导子系统和磁子系统之间的强耦合允许特征铁磁性质，如磁滞和剩磁，被显着地转移到超导体的输运性质。
2011-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic-field-dependent photodynamics of single NV defects in diamond: Application to qualitative all-optical magnetic imaging
金刚石中氮空位（NV）缺陷的磁测量和磁成像依赖于电子自旋共振（ESR）的光学检测。然而，该技术固有地限于足够弱以避免电子自旋混合的磁场。在这里，我们专注于高离轴磁场制度的自旋混合改变NV缺陷自旋动力学。我们首先定量地研究了NV缺陷的光学性质对磁场矢量B的依赖关系。磁场依赖的时间分辨光致发光（PL）测量相比，占场致自旋混合的NV缺陷的七级模型。该模型再现的减少（i）ESR对比度，（ii）PL强度和（iii）激发能级寿命与离轴磁场增加。接下来，我们证明了这些效果可以用于在高离轴磁场制度中执行全光学磁成像。使用扫描NV缺陷显微镜，我们通过PL和荧光寿命成像映射磁硬盘的杂散场。这种用于纳米级高磁场成像的全光学方法可能在纳米磁学领域引起兴趣，其中产生超过几十毫特斯拉的场的样品是典型的。
2012-10-22 cond-mat.mes-hall
Quantitative nanoscale vortex-imaging using a cryogenic quantum magnetometer
对超导体及其涡旋的微观研究在我们理解超导性的机制中起着关键作用。穿透深度或磁杂散场的局部测量使得能够获得超导体的基本方面，例如超流密度的纳米级变化或其序参量的对称性。然而，实验工具，提供定量的，纳米级的磁力测量和操作在大范围的温度和磁场相关，以解决许多悬而未决的问题，在超导性，仍然是失踪。在这里，我们展示了定量的，纳米级的磁成像的珍珠涡的铜酸盐超导体YBCO，使用扫描量子传感器的形式在一个单一的氮空位（NV）的电子自旋在金刚石。我们实现的传感器到样品的距离约为10 nm，使我们能够在我们的涡旋杂散场图像中观察到与流行的近似近似值的显著偏差，同时我们发现与Pearl的分析模型具有很好的定量一致性。我们的实验可以非侵入性且明确地确定系统在伦敦当地的渗透深度，并且很容易扩展到更高的温度和磁场。这些结果表明，潜在的定量量子传感器在基准微观模型的复杂的电子系统，并打开了大门，进一步探索强关联电子物理使用扫描NV磁力。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall
Mapping of Spin-Wave Transport in Thulium Iron Garnet Thin Films Using Diamond Quantum Microscopy
该研究结合金刚石 NV 磁力测量与自旋波电传输谱，实现 TmIG 薄膜自旋波的亚微米空间成像，并测得其振幅、约50 μm衰减长度及0.8–2 μm波长。
2023-12-05 cond-mat.mes-hall
Nanoscale imaging of ferromagnetic vortex dynamics with scanning NV magnetometry
Northeastern University（东北大学）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
该研究利用扫描NV磁力计实现了约50 nm空间分辨率的铁磁涡旋静态场与微波场成像，揭示了无序对微波倏逝衰减的影响，其技术分辨率优于衍射极限技术，可用于磁子器件研发。
2026-08-12 cond-mat.mes-hall
Magnetic imaging and statistical analysis of the metamagnetic phase transition of FeRh with electron spins in diamond
基于金刚石中的氮空位（NV）中心的磁成像已经成为探测从生物学到物理学等领域的磁现象的有力工具。NV感测的一个关键优势是其局部探测性质，能够实现从样品发出的磁杂散场的高分辨率空间图像。然而，这种局部特征也可能对分析系统的全局性质（例如相变温度）形成缺点。在这里，我们解决这一挑战，通过使用统计分析的磁场图来表征一阶温度驱动的变磁相变从反铁磁的铁磁状态的FeRh。在成像的相变和确定的制度的成核，生长和合并的铁磁畴，我们统计特征的空间磁场图提取的转变温度和热滞后宽度。通过分析的空间相关性的地图和它们对外部磁场的依赖，我们调查的磁晶各向异性和检测跨相变的畴壁的重新取向。所采用的统计方法可以扩展到其他磁现象的研究与NV磁强计或其他传感技术。
2021-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Multi-Angle Reconstruction of Domain Morphology with All-Optical Diamond Magnetometry
基于氮空位中心的光学检测磁共振的扫描金刚石磁力计在磁性材料产生的杂散场足够低（< 10 mT）时提供非常高的灵敏度和非侵入性成像能力。在这种低场状态之外，光信号猝灭并且定量测量是具有挑战性的。虽然场依赖性NV光致发光仍然可以提供关于磁性形态的定性信息，但是这种操作制度仍然未被探索，特别是对于大于$\sim$ 3 mA的表面磁化。在这里，我们介绍了一个多角度的重建技术（MARe），捕捉在所有的磁场制度导致NV光致发光淬灭的完整的纳米级域形态。为了证明这一点，我们使用[Ir/Co/Pt] $_{14}$多层膜的表面磁化强度比以前的报告大一个数量级。我们的方法带来了非侵入性的纳米级磁场成像能力的研究更广泛的磁性材料和现象。
2021-01-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.ins-det
Methods for traceable scanning magnetometry using single nitrogen vacancy centers in diamond: determining orientation, distance and localization
RPTU University of Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道理工大学）；Johannes Gutenberg-Universität Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）
本研究开发了基于金刚石单个NV中心的扫描磁力测量方法，无需外部矢量磁控制即可精确测得NV与样品的距离、NV方位取向，还可检测表面污染并估算NV横向位置，实现了可溯源的纳米级磁成像。
2026-08-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Magneto-optical imaging of thin magnetic films using spins in diamond
对磁性材料场的成像提供了对磁性周围的物理和化学过程的关键洞察，并且一直是磁性数据存储惊人发展的关键因素。现有的方法使用磁光克尔效应（MOKE），X射线和电子显微镜的限制，限制了进一步的发展，并有越来越多的需求成像和表征的磁现象在实时高空间分辨率。在这项工作中，我们展示了如何在金刚石中的负电荷的氮空位自旋阵列的磁光响应可以用来成像和映射的亚微米杂散磁场图案从薄铁磁薄膜。利用光学检测的磁共振，我们展示了在环境条件下，在视频帧速率下，100 × 100 μm^2的宽场磁成像，衍射极限空间分辨率为440 nm。我们展示了一种新的全光自旋弛豫衬度成像方法，它可以在没有外加微波场的情况下成像磁性结构。简单的扩展承诺亚μT灵敏度和亚光学空间和毫秒时间分辨率的成像。这项工作建立了实用的基于金刚石的宽场显微镜，用于快速高灵敏度表征和成像的磁性样品，与调查磁现象，如畴壁和skyrmion动力学和自旋霍尔效应在金属的能力。
2015-08-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Directional entanglement of spin-orbit locked nitrogen-vacancy centers by magnons
本文提出NV中心激发态杂散磁场的自旋-动量锁定可实现单向自旋转移，并通过手性虚磁振子交换在NV自旋量子比特间产生定向纠缠，为未来量子信息器件提供新思路。
2025-07-21 cond-mat.mes-hall
Hysteretic magnetic pinning and reversible resistance switching in High-Tc superconductor/ferromagnet multilayers
我们研究了一个高TC超导（YBa 2Cu 3 O 7-d）/铁磁（Co/Pt多层）的混合体，它表现出由磁历史驱动的电阻开关：取决于外部磁场的方向，观察到的混合态电阻的显着减少或增加作为磁化反转发生在Co/Pt多层。我们证明，杂散磁场通过i）创建的涡旋/反涡旋和ii）由外部磁场引起的涡旋的静磁钉扎引起这些效应。
2011-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Unusual magnetic hysteresis and transition between vortex to double pole states arising from interlayer coupling in diamond shaped nanostructures
在纳米尺度上控制磁基态是一个长期存在的基础研究课题，也是磁存储技术中的一个重要课题。在这里，我们设计了一种纳米结构的材料，表现出非常不寻常的磁滞回线，由于涡旋和双极状态之间的过渡。采用干涉光刻和电子束蒸发技术制备了由Py（30 nm）/Ru（tRu）/Py（30 nm）（Py，坡莫合金（Ni 80 Fe 20））三层组成的700 nm菱形纳米点阵列。我们发现，不同的Ru层间隔层厚度（tRu）的Py层之间的相互作用。我们发现这种相互作用主要由两种机制介导：静磁相互作用，有利于反平行（反铁磁，AFM）排列的Py层和交换相互作用，铁磁（FM）和AFM耦合之间的振荡。对于一定范围的Ru厚度，FM耦合占主导地位，并在上部和下部Py层中形成磁涡旋。对于Ru的AFM耦合占主导地位的厚度，在剩磁的磁状态是一个双极结构。我们的研究结果表明，层间交换耦合相互作用仍然是有限的，即使在4 nm的Ru厚度。利用磁力显微镜（MFM）观测到的剩磁磁态与磁光克尔效应（MOKE）和微磁学模拟得到的磁滞回线吻合较好。
2023-03-12 cond-mat.mes-hall
Direct Visualization of the Magnetic Monopole Field in a 3D Artificial Spin Ice
本文利用双光子光刻和扫描氮-空位磁测量直接可视化了三维人工自旋冰中磁单极的场结构，揭示其同时携带磁荷和固有磁矩，并证明单极耦合可通过几何结构调节，确立了3DASI作为可编程磁超材料的地位。
2025-11-06 cond-mat.mes-hall
Proposal for the search for new spin interactions at the micrometer scale using diamond quantum sensors
几十年来，对奇异自旋相互作用的研究已经使用越来越精确的实验室测量来测试粒子物理学的各种理论模型。然而，大多数搜索都集中在大于1 mm的相互作用长度尺度上，对应于小于0.2 meV的假设玻色子质量。最近，基于金刚石中氮空位（NV）中心的量子传感器已经成为一个有前途的平台，可以在微米尺度上探测自旋相互作用，为探索这种长度尺度上的新物理打开了大门。在这里，我们提出的实验，以寻找几个假设的NV电子自旋和移动质量之间的相互作用。我们专注于潜在的相互作用，涉及耦合的NV自旋合奏的自旋极化和非极化的质量连接到振动的机械振荡器。对于每个相互作用，我们估计的灵敏度，确定最佳的实验条件，并分析潜在的系统误差。使用多脉冲量子传感协议与NV自旋系综，以提高灵敏度，我们项目的新的约束，是5个数量级的改进，在微米尺度上比以前的约束。我们还确定了一个自旋极化的测试质量，基于超极化13 C核自旋在薄金刚石膜，它提供了一个有利的组合，高自旋密度和低杂散磁场。根据最近的预印本（arXiv：2010.15667），我们的分析是及时的，该预印本报告了微米级自旋速度相互作用的令人惊讶的非零结果。
2021-12-30 cond-mat.mes-hall hep-ex physics.ins-det
Tri-state Buffer: Magnetic Vortex Transistor Based Logic Devices
电子门的磁模拟在许多方面都是有利的。与半导体器件相比，磁逻辑器件没有电子泄漏，开关速度更快，更节能。最近，我们提出了一个磁涡旋晶体管和扇出器件的基础上仔细耦合的磁涡旋在孤立的纳米磁盘。在此，我们利用微磁学模拟的方法，展示了一种基于非对称涡旋晶体管的新型磁逻辑门。根据磁涡旋的两个主要特征（拓扑结构），手性和极性，网络可以表现得像一个三态缓冲器。将非对称磁涡旋晶体管作为一个单元，将两个这样的晶体管并联，另一个晶体管置于输出端，形成了逻辑门。由于反涡旋孤子在杂散磁场中的运动，输入晶体管中给定的磁能以巨大的放大率传递到输出晶体管。输出晶体管的能量损失和增益只能通过控制输入晶体管中中间涡旋的极性来控制。由于反涡旋孤子的非对称能量转移，我们在这个拓扑对称系统中成功地实现了扇入操作。可以形成具有两个晶体管的扇入的三态缓冲栅极。这种门可以作为逻辑电路的开关，对大规模涡旋网络的能量传输具有重要的技术意义。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall
Nitrogen-Vacancy Magnetometry of Edge Magnetism in WS2 Flakes
该研究利用室温NV金刚石宽场磁测量直接观测WS2薄片的边缘局域杂散场，并结合磁模拟揭示其倾斜边缘磁化，为边缘可控二维自旋电子器件提供依据。
2025-07-27 cond-mat.mes-hall
Reconfigurable Training and Reservoir Computing in an Artificial Spin-Vortex Ice via Spin-Wave Fingerprinting
强相互作用的人工自旋系统正在超越模仿自然发生的材料，成为从可重构磁振子到神经形态计算的多功能平台。典型的人工自旋系统包括具有单一磁化织构的纳米磁体：共线宏观自旋或手性涡旋。通过调整纳米阵列的尺寸，我们实现了宏观自旋/涡旋双稳态，并展示了一个四态的超材料自旋系统“人工自旋涡旋冰”（ASVI）。ASVI可以容纳具有强冰状顶点相互作用的Ising类宏自旋，以及具有低杂散偶极场的弱耦合涡旋。涡旋和宏自旋表现出截然不同的自旋波谱与模拟风格的模式振幅控制和模式频率偏移的df = 3.8 GHz。增强的双纹理微观状态空间产生了紧急的物理记忆现象，棘轮式的旋涡训练和历史依赖的非线性衰减记忆时，通过全球的字段周期驱动。我们采用自旋波microstate指纹快速，可缩放读出的涡旋和macrospin人口和利用这一自旋波水库计算。ASVI执行不同的输入信号的线性和非线性映射变换以及混沌时间序列预测。机器学习的能源成本正在以不可持续的方式螺旋式上升，开发ASVI等低能耗神经形态计算硬件对于实现零碳计算未来至关重要。
2022-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revealing room temperature ferromagnetism in exfoliated Fe$_5$GeTe$_2$ flakes with quantum magnetic imaging
范德瓦尔斯材料Fe $_5$ GeTe $_2$具有接近室温的长程铁磁有序性，具有成为实现新型自旋电子学和量子器件的使能平台的显著潜力。为了为应用铺平道路，当Fe 5GeTe 2的厚度达到少层区域时，确定磁性是至关重要的。然而，这是非常具有挑战性的，因为需要一个表征技术，是本地的，高度敏感的，伪影免费，并以最小的制造操作。先前的研究已经表明，居里温度TC可以达到接近室温的剥离的Fe $_5$ GeTe $_2$薄片，通过电传输测量，有必要验证这些结果与测量，揭示磁性更直接。本文利用氮空位金刚石的量子磁成像技术研究了剥离的范德华磁体Fe $_5$ GeTe $_2$薄片的磁性质。通过对杂散场的成像，我们确定了厚度小于7个晶胞的Fe $_5$ GeTe $_2$薄片中的室温磁有序。杂散场的图案和它们对不同极性磁化场的响应指向垂直易轴各向异性。此外，我们在不同的温度下进行成像，并确定在Tc~300 K的薄片的居里温度。这些结果为用Fe $_5$ GeTe $_2$实现室温单层铁磁体提供了基础。这项工作还表明，成像技术能够同时快速筛选多个薄片，从而为接近室温的潜在2D磁体的高通量表征铺平了道路。
2022-03-20 cond-mat.mes-hall
Off-Resonant Detection of Domain Wall Oscillations Using Deterministically Placed Nanodiamonds
本文利用确定性放置的纳米金刚石中NV中心，实现了对铁磁纳米线中GHz尺度畴壁振荡的非共振探测，揭示了DW动力学对图案缺陷的极端敏感性，并提出了电流驱动DW作为量子比特控制微波源的量子自旋电子器件路径。
2023-06-27 cond-mat.mes-hall
Spatiotemporal Mapping of Photocurrent in a Monolayer Semiconductor Using a Diamond Quantum Sensor
光电流的检测对于理解和利用光与物质的相互作用至关重要。虽然被广泛使用，但基于传输的检测在空间分布上是平均的，并且可能遭受低的光生载流子收集效率。在这里，我们介绍了一种无接触的方法来空间解决当地的光电流密度使用近端量子磁强计。我们界面单层MoS2与金刚石中氮空位中心的近表面系综，并通过其磁场分布图绘制所产生的光热电流分布。通过同步的光激发与动态解耦的传感器自旋，我们扩展了传感器的量子相干性，并实现灵敏度小至20 nA每微米的交流电流密度。我们的时空测量显示，光电流循环的漩涡，体现能斯特效应，并上升的时间尺度指示系统的热性能。我们的方法建立了一个前所未有的探测光电现象，非常适合新兴的类二维材料，并刺激应用大面积光电探测器和粘贴源的磁场量子控制。
2019-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Directional excitation of a high-density magnon gas using coherently driven spin waves
控制磁性材料中的磁振子密度能够驱动磁振子器件中的自旋输运。我们演示了通过微波激发相干自旋波和随后的多磁振子散射在薄膜磁性绝缘体中产生大的、不平衡的磁振子密度。我们的图像的相干自旋波和由此产生的非相干磁振子气体使用扫描探针磁强计的基础上在金刚石中的电子自旋。我们发现，气体从激发带状线单向延伸超过数百微米。令人惊讶的是，气体密度远远超过了遵循玻色-爱因斯坦分布且化学势最大值的玻色子系统的预期。我们通过测量杂散磁场的纳米级空间衰减来表征气体的动量分布。我们的研究结果表明，驱动相干自旋波导致一个强大的自旋波带的平衡外占领，打开新的可能性控制自旋输运和磁动力学在目标方向。
2021-08-01 cond-mat.mes-hall
Direct measurement of interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction in X/CoFeB/MgO heterostructures with a scanning-NV magnetometer
Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya Interaction，简称Dzyaloshinskii-Moriya）由于其在铁磁体手性自旋织构稳定中的重要作用而引起了人们的极大兴趣。在这里，我们采用了基于金刚石中的单个氮空位（NV）缺陷的扫描纳米磁力计，以局部探测在不同的重金属底层X=Ta，TaN和W上生长的CoFeB/MgO纳米晶薄膜的界面结合强度。通过测量这些材料的微米长导线中从DW发出的杂散场，我们观察到TaN和W底层的布洛赫分布的偏差，这些偏差与有利于右手手性自旋结构的正向散射值一致。此外，我们的测量结果表明，在一个单一的样品中，磁常数可能会发生局部变化，说明了在纳米级的磁序研究的重要性，本地探针。
2016-05-23 cond-mat.mes-hall
Coherent Driving of a Single Nitrogen Vacancy Center by a Resonant Magnetic Tunnel Junction
本文提出利用电压控制磁各向异性的共振磁性隧道结（MTJ）器件，通过微磁体振荡磁杂散场实现单个氮空位（NV）中心自旋量子比特的相干驱动，为量子信息科学应用提供了低功耗、高可扩展性的全电控制新途径。
2024-10-16 cond-mat.mes-hall
Nanometre-scale probing of spin waves using single electron spins
关联电子系统支持丰富的磁激发，从传统的自旋波到低维或几何受挫自旋系统中的奇异分数激发。在纳米尺度上探测这种激发对于揭开底层物理和开发新的自旋电子纳米器件至关重要。然而，没有既定的技术提供了真实的空间，几纳米尺度的探测相关的电子磁激发在环境条件下。在这里，我们提出了一个解决这个问题的方法，使用基于单氮空位（NV）在金刚石中心的磁力。我们专注于自旋波激发在铁磁微盘，并展示了本地，定量，和相位敏感检测的自旋波磁场在约50 nm的光盘。我们映射的磁场依赖的自旋波激发检测相关的本地减少光盘的纵向磁化。此外，我们通过NV-自旋弛豫法表征自旋噪声谱，发现与2D磁系统中自旋-自旋相关产生的杂散场的一般分析描述非常一致。这些互补的测量方式为铁磁体和反铁磁体、skyrmions、原子组装的量子磁体和自旋冰等系统的局部激发成像铺平了道路。
2014-10-24 cond-mat.mes-hall
Time-resolved diamond magnetic microscopy of superparamagnetic iron-oxide nanoparticles
本文利用金刚石氮-空位中心磁显微镜对约30纳米超顺磁氧化铁纳米颗粒进行时间分辨宽场成像，揭示了单颗粒横向磁化、极低磁滞及高度不对称的B_c分布，并直接记录了毫秒至秒级的Néel弛豫过程。
2025-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Ferromagnetic resonance and magnetoresistive measurements evidencing magnetic vortex crystal in nickel thin film with patterned antidot array
铁磁涡旋在极小的尺度下提供稳健的面外磁化。因此，它们的处理和创建很有可能成为未来数据存储技术的必要组成部分，以跟上不断增长的信息密度需求的步伐。在这项研究中，我们表明，通过使用一步纳米光刻方法，我们能够创建铁磁涡旋晶格在薄镍膜。通过在纳米尺度上主动改变铁磁薄膜的各向异性，实现了对畴边缘杂散磁场的必要控制。我们目前的实验证据，使用铁磁共振和磁阻测量支持的理论预测的基础上宣布的涡旋结构的模拟。
2015-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic resonance imaging of spin-wave transport and interference in a magnetic insulator
自旋波-磁性材料的基元激发-是低耗散信息处理的主要候选信号载体。能够成像相干自旋波输运对于开发基于干涉的自旋波器件至关重要。介绍了一种基于金刚石中电子自旋的磁共振成像的相干自旋波探测平台。聚焦于薄膜磁性绝缘体，我们量化自旋波振幅，可视化的色散，并演示了自旋波包的时域测量。我们使用我们的平台来研究自旋波干涉，揭示具有频率控制数值孔径的单向自聚焦自旋波图案。理论分析解释的手征自旋波激发和杂散场耦合到传感器自旋的图案。这些结果为探测原子级薄磁体中的自旋波铺平了道路，即使是嵌入在不透明材料之间。
2020-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Comparative analysis of spin wave imaging using nitrogen vacancy centers and time resolved magneto-optical measurements
本文对比了利用金刚石NV中心探测磁杂散场与时间分辨磁光克尔效应两种自旋波成像方法，实验展示了参考带状线下波前对比度增强并提取色散关系，进而分析了NV中心作为自旋波传感器的优缺点。
2024-05-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Weber blockade theory of magnetoresistance oscillations in superconducting strips
最近对薄窄超导带的电导进行的实验已经发现了作为垂直磁场的函数的周期性波动，其周期对应于每个带面积大约两个通量量子[A. Johansson等人，物理修订版信函{ \bf 95}，116805（2005）]。我们认为，负责耗散的低能量自由度对应于涡旋运动。利用涡旋/电荷对偶性，我们证明了超导带表现为量子点的对偶，涡旋、磁场和偏置电流分别扮演电子、栅电压和源漏电压的角色.在偏置电流与磁场的平面中，条带电导显示出我们称之为“韦伯阻塞”的菱形，其中涡流电导最大（即，电阻最大值），其在小的偏置电流下对应于$N$和$N+1$涡旋的带态具有相等能量的场。
2010-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Detecting vortex motion through spatially correlated nonequilibrium noise
Princeton University（普林斯顿大学）
该研究提出了一种通过空间相关非平衡噪声区分正常态准粒子和涡流运动的方法，利用氮空位中心钻石探测实时磁噪声空间时间相关性，揭示了涡流驱动的输运特性。
2026-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Untrained physically informed neural network for image reconstruction of magnetic field sources
从底层结构预测测量结果通常直接遵循基本物理原理。然而，当试图解决基于测量数据推断底层源配置的逆问题时，提出了一个根本的挑战。一个关键的困难来自于这样的事实，即这种重建往往涉及不适定的变换，它们是容易的数值伪影。在这里，我们开发了一种数值有效的方法来解决这个逆问题的重建磁化强度图从测量的磁杂散场图像。我们的方法是基于神经网络与物理推断的损失函数，以有效地消除常见的数值伪影。我们报告了一个显着的改进，在重建传统的方法，我们表明，我们的方法是强大的不同的磁化方向，无论是在和出平面，和变化的磁场测量轴方向。虽然我们展示了我们使用金刚石中氮空位中心自旋的磁力测量方法的性能，但我们基于神经网络的方法解决逆问题与测量技术无关，因此适用于本工作中展示的特定用例之外。
2022-07-27 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Deformation of a Néel-type Skyrmion in a Weak Inhomogeneous Magnetic Field: Magnetization Ansatz and Interaction with a Pearl Vortex
提出非对称磁化 Ansatz 和两阶段自由能最小化方法，研究弱非均匀场中 Néel 型斯格明子的形变及其与 Pearl 涡旋的相互作用，并用微磁模拟验证相图。
2024-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Scanned probe imaging of nanoscale magnetism at cryogenic temperatures with a single-spin quantum sensor
本文提出将金刚石氮-空位单自旋量子传感器的扫描磁成像能力从室温扩展到6 K低温，实现6 nm空间分辨率和3 μT/√Hz灵敏度，并成功对铁磷族超导体中的涡旋进行成像，为研究低温纳米尺度磁性提供了新手段。
2015-10-09 cond-mat.mes-hall
Superfluid spin transport in ferro- and antiferromagnets
本文着重于自旋超流输运，最近在反铁磁体Cr $_2$ O $_3$中报道了对自旋超流输运的观察[Yuan et al.，Sci. Adv. 4，eaat1098（2018）]。本文分析了耗散在非相干磁振子注入自旋流到注入自旋界面附近的超流自旋流转变中的作用。Landau-Lifshitz-Gilbert理论中的Gilbert阻尼参数没有正确描述耗散，耗散参数是从缺陷散射的磁振子的Boltzmann方程计算的。双流体理论的发展类似于超流体的双流体理论。这一理论表明，在低温下，体温度变化对超流自旋输运（体塞贝克效应）的影响很弱。本文还讨论了Yuan等人的结果与自旋探测器与样品界面处的Seebeck效应有关的情况。由集体自旋模谱导出了反铁磁体在磁场中的朗道判据。朗道不稳定性开始在gapped模式早于在戈德斯通gapless模式，在易平面铁磁体的戈德斯通模式变得不稳定。确定了实验中磁涡旋的几何结构。涡核具有垂直于磁场的有限磁化分量的skyrmion结构。这种磁化在涡旋线从样品的出口点周围产生杂散磁场，其可用于涡旋的实验检测。
2019-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Anomalous vortex Hall effect in a ferromagnet/superconductor heterostructure
本研究在超导δ-TaN/铁磁CoFeB异质结构中实现了超导与铁磁共存，并在临界温度附近的混合态中观察到由底层CoFeB杂散场诱发的反常涡旋霍尔效应，为邻近效应诱导的涡旋动力学及新型超导自旋电子器件设计提供了新见解。
2025-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Planar scanning probe microscopy enables vector magnetic field imaging at the nanoscale
University of Rostock（罗斯托克大学）；Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics（弗劳恩霍夫应用固态物理研究所）；Walther-Meißner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften（瓦尔特-迈斯纳研究所，巴伐利亚科学院）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
利用NV中心实现薄 films 磁性异质结构中磁涡的三维矢量磁场成像，无需样品侧纳米级微加工。
2024-09-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nanoscale Dipolar Fields in Artificial Spin Ice Probed by Scanning NV Magnetometry
RPTU University Kaiserslautern-Landau, Department of Physics and State Research Center OPTIMAS（凯泽斯劳滕-兰道工业大学物理系及OPTIMAS州立研究中心）；Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science, Binghamton University（宾汉姆顿大学托马斯·J·沃森工程与应用科学学院）；Department of Physics & Astronomy, University of Delaware（特拉华大学物理与天文学系）
本文利用扫描NV磁强计研究不同晶格常数的人工自旋冰，通过荧光猝灭成像和cODMR结合微磁建模，揭示了晶格常数对偶极耦合场和冰规则违反的影响，为磁振子学与自旋电子学器件设计提供依据。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
