Asymmetric Ferromagnetic Resonance, Universal Walker Breakdown, and Counterflow Domain Wall Motion in the Presence of Multiple Spin-Orbit Torques
我们研究了自旋轨道耦合磁性纳米线中几种畴壁轮廓的运动以及自旋轨道相互作用对均匀磁性薄膜铁磁共振的影响。我们扩展了以前的研究，充分考虑不仅从自旋轨道力矩的类场的贡献，但最近派生的Slonczewski类自旋轨道力矩。我们发现，后者的相互作用影响的磁畴壁速度和沃克击穿阈值的非平凡，这表明它应该考虑在实验数据分析。我们发现，存在多个自旋-轨道力矩可能使沃克崩溃是普遍的意义上说，阈值是完全独立的材料依赖的吉尔伯特阻尼，非绝热性，和手性的畴壁。我们还发现，域壁运动对电流注入持续存在的多个自旋轨道扭矩和壁轮廓将确定这些不同类型的扭矩（例如，类场和Slonczewski的）的定性影响。此外，我们考虑了一个均匀的铁磁层下的电流偏置，并发现共振频率变得不对称对电流方向的Slonczewski类自旋轨道耦合的存在。这与不存在这种相互作用的情况相反，在这种情况下，发现频率相对于电流方向对称。这一发现表明，自旋-轨道相互作用可以通过操纵注入电流的方向来提供对铁磁共振装置中的泵浦和吸收能量的额外控制。
2013-06-19 cond-mat.mes-hall
Reaction diffusion dynamics and the Schryer-Walker solution for domain walls of the Landau-Lifshitz-Gilbert equation
我们研究了由Schryer和Walker得到的畴壁运动方程的动力学性质。简化的方程是一个反应扩散方程之间的角度施加的磁场和磁化矢量。如果难磁化轴各向异性$K_d$比易磁化轴各向异性$K_u$大得多，则在一定范围的应用场中，动力学不选择Schryer-Walker解。我们给出了该区域畴壁速度的解析表达式及其存在条件。
2015-10-16 cond-mat.mes-hall
Multistep Bloch-line-mediated Walker breakdown in ferromagnetic strips
在铁磁体中的磁畴壁的磁场驱动动力学的一个众所周知的特征是存在阈值驱动力，在该阈值驱动力下磁畴壁的内部磁化开始进动--一种被称为Walker击穿的现象--导致磁畴壁传播速度的突然下降。在这里，我们报告的微磁模拟磁场驱动的磁畴壁动力学在薄的铁磁条垂直磁各向异性，这表明在足够宽的带沃克击穿是一个多步骤的过程：它由几个不同的速度下降分离的速度-场曲线的短的线性部分。这些特征源自于随着驱动场幅度的增加，畴壁内越来越多的布洛赫线的重复成核、传播和湮灭。这种机制是由于静磁效应打破了磁畴壁两端之间的对称性而产生的。
2019-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Walker breakdown with a twist: Dynamics of multilayer domain walls and skyrmions driven by spin-orbit torque
通过三维微磁学模拟和解析建模，研究了垂直磁化铁磁多层膜中扭曲畴壁和Skyrmions的电流感生动力学。结果表明，这种系统一般表现出沃克击穿的现象，在电流诱导的阻尼类自旋轨道力矩的存在下。在临界电流阈值以上，对应于几十m/s量级的典型速度，某些层中的畴壁开始以千兆赫范围内的频率进动，这导致振荡运动和迁移率的显著下降。这种现象起源于复杂的杂散场相互作用，并发生在广泛的多层材料和结构，包括至少三个铁磁层和有限的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。一个分析模型来描述的进动动力学与表面体积杂散场相互作用的多层膜，产生定性协议与微磁模拟。
2019-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the Instabilities of the Walker Propagating Domain Wall Solution
本文将非线性动力学领域新近发展起来的锋面不稳定性分析的一种强有力的数学方法应用于1+1（空间和时间）维Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程。从LLG方程的本征谱可以看出，著名的Walker刚体畴壁（DW）在自旋波辐射作用下是不稳定的。在低场区，只发射尾旋波，而在高场区，同时产生尾波和头波。利用LLG方程的绝对谱的性质，得出结论：在足够高的磁场下，但低于Walker击穿场，如果横向磁各向异性大于临界值，对应于DW轮廓和DW传播速度的显著修改，则Walker解可能是对流/绝对不稳定的。由于1+1维LLG方程的Walker解可以在实验中实现，因此我们的结果也可以用来以受控的方式检验数学方法。
2013-07-20 cond-mat.mes-hall
Domain wall propagation through spin wave emission
我们从理论上研究了具有硬轴和易轴各向异性的电绝缘铁磁体中的场致畴壁（DW）运动。在低场条件下，自旋波可以通过锁定在已知孤子速度上的自旋波发射沿无耗散导线传播。当存在阻尼时，由于强的面外磁各向异性，该模式出现在Walker击穿场之前，当磁场位于最大DW速度场和Walker击穿场之间时，通常的Walker刚体传播模式变得不稳定。
2012-06-27 cond-mat.mes-hall
Field-driven side-by-side magnetic domain wall dynamics in ferromagnetic nanostrips
由于磁性纳米带的非线性物理特性和在数据存储器件中的潜在应用，人们对磁性纳米带的畴壁动力学进行了大量的研究。然而，大多数研究集中在面外畴壁或面内头对头（尾对尾）畴壁。在这里，我们数值研究的场驱动动力学的面内并排畴壁的铁磁条，这可以是稳定的，在存在的面内易轴各向异性横向带。畴壁在低场下以刚体方式运动，在高场下表现出复杂的Walker击穿行为。我们观察到一个多步骤的沃克崩溃通过涡核在宽条。当存在Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用时，第一个Walker击穿电场随界面相互作用先减小后增大，随体相互作用增大而增大。这些发现补充了目前对畴壁动力学的理解。
2022-07-06 cond-mat.mes-hall
On field-driven domain wall motion in compensated ferrimagnetic nanowires
基于一般亚铁磁动力学求解了亚铁磁纳米线在角动量补偿点（AMCP）附近的场驱动畴壁（DW）高速运动。在一般条件下，证明了AMCP不存在进动力矩和无限高的Walker击穿场的物理性质。根据能量守恒原理，得到了几乎精确的DW速度公式，该公式在Walker击穿场之外是有效的。我们的结果与所有现有的实验和模拟。这一理论为DW的操作提供了有益的指导。
2022-07-30 cond-mat.mes-hall
Chiral breakdown engineered by mesoscale Dzyaloshinskii-Moriya interaction in biaxial magnetic nanotubes
该研究解析探究含不同对称性本征Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的双轴磁性纳米管畴壁特性，揭示几何驱动相互作用的调控作用及手性破缺机制，为相关磁振子与存储应用提供新框架。
2025-02-12 cond-mat.mes-hall
Walker solution for Dzyaloshinskii domain wall in ultrathin ferromagnetic films
我们分析了在界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用以及面外和面内单轴各向异性存在的情况下，垂直磁化的铁磁薄膜中的电流和磁场驱动的畴壁运动.我们获得了由于自旋转移力矩和面外磁场而以恒定速度移动的一维畴壁形式的精确解析沃克型解。这些解决方案被嵌入到一个更大的家庭的传播解决方案的数值。在所考虑的模型中，我们发现畴壁速度对材料参数的依赖关系，并证明，增加面内各向异性可能会产生畴壁移动速度超过500米/秒，在现实的材料在中等的领域和电流。
2019-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Role of Electrical and Thermal Contact Resistance for Joule Breakdown of Single-Wall Carbon Nanotubes
收集并分析了绝缘基底上单壁碳纳米管在空气中的电击穿数据。焦耳击穿功率与纳米管长度的一个普遍的缩放被发现，这似乎独立于所使用的绝缘基板或其厚度。这表明在单壁碳纳米管和绝缘体之间的界面处的热阻，以及单壁碳纳米管和电极之间的热阻，支配从纳米管的散热。击穿功率缩放的分析模型，提供了一个直观的，物理的理解击穿过程。电极接触处的电阻和热阻限制了亚微米单壁碳纳米管的击穿行为，对于微米长的管，击穿功率与长度成线性比例，并且对于中间（~ 0.5 μ m）长度范围观察到最小击穿功率（~ 0.05 uW）。
2008-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stabilizing current-driven steady flows of 180$^{\circ}$ domain walls in spin valves by interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction
系统地研究了重金属掺杂的狭长自旋阀中界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用对180个$^{\circ}$畴壁电流驱动动力学的调制.我们专注于在其自由层的面内磁各向异性的LNSV。对于平面横向偏振器（LNSV的钉扎层），沃克击穿可以大大推迟（实际无穷大）的irons。更有趣的是，原本不稳定的行进模式也被具有高饱和速度的惯性稳定，从而充当信息的快速载体。对于平行偏振器，Walker极限增加，并提供了180 DWs定常和旋进流中壁面速度的相应修正。对于垂直偏振器，180 DW的岁差流是不存在的，由于超过修改的沃克限制的稳定模式。对于在其自由层中具有垂直磁各向异性的LNSV，得到类似的结果。我们的发现为开发基于180DW传播的低能耗和高鲁棒性的磁性纳米器件开辟了新的可能性。
2021-01-26 cond-mat.mes-hall
Understanding current-driven dynamics of magnetic Néel walls in heavy metal/ferromagnetic metal/oxide trilayers
我们考虑了重金属/铁磁金属/氧化物三层膜中磁性Néel壁的电流驱动动力学，其中强自旋轨道耦合和界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（i-dzyaloshinskiii-Moriya）共存。我们发现，有效场沿$\mathbf{n}\times\hat{\mathbf{J}}$（$\mathbf{n}$为界面法线，$\hat{\mathbf{J}}$为电荷电流方向）的类场自旋轨道矩（FL-SOT）和i-π诱导的自旋轨道矩都能抑制Walker击穿，同时保持壁面迁移率（速度与电流密度）不变.然而，i-SOT本身并不能引起“普遍无Walker击穿”（UAWB），而FL-SOT超过一定阈值则可以。对UAWB之前的Walker极限进行了理论计算，并很好地解释了现有的数据。此外，只有附加抗阻尼样（ADL）SOT，才能理解室壁运动性的变化，甚至其符号反转。对于同时具有垂直各向异性和面内各向异性的铁磁金属层中的Néel壁，我们计算了自旋转移矩、SOTs和i-Si共存时壁迁移率的相应变化。分析表明，在垂直各向异性的三层膜中，足够强的自旋霍尔角和适当的i-Hall参数的符号，即使在足够小的电流密度下也能导致壁迁移率的符号反转，而在面内各向异性的三层膜中，这只发生在特定的电流密度范围内.
2019-03-25 cond-mat.mes-hall
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
Magnetic domain wall dynamics in the precessional regime: influence of the Dzyaloshinskii-Moriya interaction
测量了一系列具有不同界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用强度的磁性三层膜在面外磁场驱动下的畴壁动力学。场驱动畴壁速度曲线的特征强烈依赖于稳定手征Néel壁的HD场的振幅。测量的沃克速度，这在系统中与大的阻尼保持在沃克场引起的速度高原的Slonczewski场HS，可以很容易地与阻尼强度。然而，当磁场HD和畴壁退磁场HDW具有可比较的值时，需要进行仔细的分析以评估磁场对畴壁速度的影响。通过一维模型和二维模拟，我们成功地扩展了这种方法来解释实验结果的情况下，HD和HDW是可比的。
2021-07-17 cond-mat.mes-hall
Mechanism of current-assisted Bloch-point wall stabilization for ultra fast dynamics
圆柱形软磁纳米线中存在两种畴壁：横向涡旋壁（TVW）和布洛赫点壁（BPW）。后者有望防止通常的沃克击穿，从而实现高畴壁速度。最近我发现[M]。Schöbitz \etal，物理学评论快报。123，217201（2019）]，以前被忽视的OErsted场与电流是实验中的关键，以稳定BPW和达到600米/秒以上的速度与自旋转移。在这里，我们详细研究这种情况下，微磁模拟和建模。通过可能涉及布洛赫点的成核和/或湮灭的机制，BPW的方位角环流的切换以匹配奥斯特场的方位角环流发生在与$1/R^3$（$R$是导线半径）成比例的阈值电流之上。畴壁动力学仍然是一个低于沃克型，速度主要由自旋转移扭矩单独决定。
2020-11-30 cond-mat.mes-hall
Externally-driven transmission and collisions of domain walls in ferromagnetic wires
利用Hirota双线性化方法，得到了包含外磁场和自旋极化电流的一维铁磁体动力学（Landau-Lifshitz-Gilbert）方程的多域解析解.一个标准的方法来解决的Landau-Lifshitz方程（没有吉尔伯特项）进行修改，以处理耗散动力学。我建立自旋相互作用参数（交换常数，各向异性，耗散，外场强度和电流强度）和畴壁参数（宽度和速度）之间的关系，并将它们与Walker近似和微磁模拟的结果进行比较。纵向外场驱动的磁畴壁运动进行了分析，特别是相关的两个磁畴壁的场致碰撞。我确定这样的碰撞（这是发现是弹性的）的域壁参数低于和高于沃克击穿（在弱和强场制度）的结果。单畴壁动力学在外部横向场的存在下进行了研究与相关的挑战，增加畴壁速度低于击穿。
2011-09-12 cond-mat.mes-hall
Chiral domain wall dynamics in magnetic heterostructures with bulk Dzyaloshinskii-Moriya interactions
在这项工作中，手征畴壁的动力学在长而窄的磁性异质结构的基础上，非中心对称的手征磁体与块体Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，简称DZ-M）和垂直磁各向异性的系统研究。驱动力可以是面外磁场和面内电流，相应地考虑了定常流和进动流。它们的分界点（Walker临界场和电流密度）作为体相强度（$D_{\mathrm{b}}$）和总的（晶体加形状）各向异性在难轴上的比（$κ$）的函数。当壁面速度远远超过Walker击穿时，在补偿点附近，总面内场消失，壁面速度与面内场的关系曲线呈抛物线形。中心位移由$D_{\mathrm{b}}$、$κ$和磁壁的拓扑电荷决定，因此可以用来测量手征磁体的体磁强度。
2021-07-08 cond-mat.mes-hall
Improved Domain Wall Dynamics and Magnonic Torques using Topological Insulators
我们调查的磁化动力学时出现的薄膜铁磁体沉积在拓扑绝缘体（TI），特别是专注于畴壁运动通过电流和自旋波扭矩作用于磁化的可能性。我们分析表明，磁畴壁和TI之间的耦合去除了简并的壁轮廓相对于其手性和拓扑电荷。此外，我们发现，域壁运动的沃克击穿的阈值大大增加，并确定与TI的相互作用，允许更高的可达到的壁速度比在传统的情况下，难轴各向异性确定沃克阈值。最后，我们表明，允许的模式的自旋波激发和随后的磁化动力学在TI耦合的存在下，即使在均匀的磁化纹理上的磁振子扭矩作用。我们的研究结果表明，TI-铁磁体相互作用的磁化动力学具有类似的效果，作为一个内在的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的铁磁体。
2014-08-04 cond-mat.mes-hall
Domain walls within domain walls in wide ferromagnetic strips
我们进行了大规模的微磁学模拟表明，由于拓扑结构的限制，内部畴壁（布洛赫线）内扩展畴壁更强大的纳米线比畴壁。因此，自旋电子学应用的可能性，基于他们的运动沿畴壁出现。内部畴壁在垂直磁化介质中的畴壁内成核，同时出现阈值驱动力以上的畴壁速度的Walker击穿样突然减小，并且也可以在钉扎的局部畴壁内产生。我们观察到快速的字段和电流驱动的内部畴壁动力学没有沃克击穿沿钉扎畴壁，起源于拓扑保护的内部畴壁结构，由于周围的平面外域。
2015-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of non-adiabaticity on the voltage generated by a moving domain wall
我们确定由场驱动的畴壁产生的电压，考虑到非绝热修正的动力诱导的时间相关的自旋贝里相位。扩散和弹道输运制度被认为是。我们发现，非绝热修正，以及由于自旋弛豫的贡献，确定驱动场小于沃克击穿极限的电压。
2008-09-12 cond-mat.mes-hall
Large exchange-dominated domain wall velocities in antiferromagnetically coupled nanowires
磁性纳米线支持场和电流驱动的畴壁运动的信息存储和处理的新方法的设想。其实际应用的一个主要障碍是畴壁速度，这是传统上有限的，由于沃克击穿时发生的强迫场或电流达到临界阈值。我们通过数值和分析模型表明，沃克击穿极限可以扩展或完全消除反铁磁耦合的磁性纳米线。这些耦合的纳米线允许通过场和/或电流经由自旋转移扭矩驱动的巨畴壁速度，与传统的纳米线相比。
2014-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant supermagnonic Bloch point velocities by jet propulsion effect in cylindrical ferromagnetic nanowires
实现磁畴壁的高速度是它们在现代纳米电子应用中用作信息载体的关键因素。在纳米磁学和自旋电子学中，这些速度通常受到内部畴壁不稳定性（称为沃克击穿现象）或自旋波发射（称为磁振子区）的限制。在刚性畴壁模型中，最大磁振子速度作为一个有效的“光速”，提供了一个相对论类比的畴壁速度限制。圆柱形磁性纳米线是不存在沃克击穿现象的系统的示例。在这里，我们证明了在具有高磁化强度的圆柱形纳米线（如铁）中，也可以显著地超过磁振子极限。我们的数值模拟表明布洛赫点域壁速度高达14公里/秒，远高于在1.7-2.0公里/秒的间隔估计的磁振子极限。关键成分是畴壁的锥形形状，其在动态过程中伸长并断裂，导致由于喷射推进效应而导致畴壁加速。这种效应对于基于圆柱形磁性纳米线的三维自旋电子网络具有重要意义。
2023-02-23 cond-mat.mes-hall
The magnonic limit of domain wall propagation in ferromagnetic nanotubes
我们报道了场驱动的铁磁纳米管中涡旋状畴壁的研究。这种特殊的几何形状产生了静态壁配置的特殊特征，这显著地影响其动态。不像畴壁在平坦的条带中，畴壁传播的左右对称性被打破。此外，畴壁速度不受Walker击穿的限制。在足够大的磁场下，畴壁速度达到自旋波的速度（约1000 m/s），并且此后与自旋波的直接发射相关联。运动的畴壁保持其主要结构，但具有特征性的自旋波尾。这种拓扑孤子的空间分布由自旋波色散决定。
2010-09-28 cond-mat.mes-hall
Equations of Motion and Frequency Dependence of Magnon-Induced Domain Wall Motion
自旋波可以引起铁磁体中的畴壁运动。导出了自旋波驱动下横畴壁的运动方程。我们的计算表明，磁振子自旋转移矩不会引起转动诱导的Walker击穿。由局域微波场激发的自旋波的振幅取决于场的空间分布和激发频率。通过考虑这种频率依赖性，我们表明，一个简单的一维模型可以重现许多令人困惑的频率依赖性在早期的数值研究中观察到的。
2017-12-01 cond-mat.mes-hall
Unidirectional tilt of domain walls in equilibrium in biaxial stripes with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
赛道中手征磁畴壁的取向决定了其动力学性质。在平衡状态下，预期磁畴壁的取向垂直于条纹轴。我们证明了在双轴各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的面外磁化条纹中出现单向畴壁倾斜。这种倾斜是面内易轴各向异性和磁感应强度之间相互作用的结果。我们发现，额外的各向异性和磁化倾向于不同的畴壁结构：各向异性链接的磁化方位角内的畴壁的各向异性方向相反，磁化倾向于垂直于畴壁平面。它们与由于畴壁延伸而产生的能量增益的平衡定义了畴壁倾斜的平衡磁化。我们证明，沃克场和相应的沃克速度的畴壁可以在系统中支持倾斜壁增强。
2020-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dragging of magnetic domain walls by interlayer exchange
由于自旋转移力矩，磁畴壁可以被自旋极化电流移动。这打开了将它们用于自旋电子存储器器件的可能性，例如，在赛马场的仓库里自然地，在小型化的设备中，畴壁可以彼此非常接近并且影响彼此的动态。在这项工作中，我们考虑两个分离的畴壁在不同的层，通过层间交换耦合相互作用。其中一面墙被自旋极化电流移动。取决于如电流密度、层间耦合或钉扎电势的若干参数，两个畴壁的组合动力学可以非常强烈地改变，例如，对于墙壁的相关运动。此外，更微妙的效果出现在抑制沃克击穿伴随着畴壁速度的增加。
2018-10-24 cond-mat.mes-hall
Domain Wall Motion in Thin-Film Magnets/ Topological Insulator Junctions
在沿畴壁方向有磁场和电场的情况下，导出了与拓扑绝缘体表面态耦合的薄膜磁体中畴壁的运动方程。我们展示了电场如何作为手征稳定剂阻止Walker击穿的出现并提高终极速度。我们还提出了一种机制，以扭转畴壁手性在一个可控的方式通过调谐手性电流流过壁。为了打破保护手征真空简并性的反射对称性，需要来自弱垂直磁场的输入。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall
Electric-Field Control over Spin-Wave and Current Induced Domain Wall Motion and Magnonic Torques in Multiferroics
我们发现，自旋波在多铁性材料中施加磁矩的方式不仅可以引起畴壁运动，而且可以引起均匀磁化织构的磁化动力学。有趣的是，畴壁运动可以通过纯粹的电手段来控制，其中自旋波由交流电场$E$产生，而壁运动的方向也对所施加的直流$E$场敏感。此外，我们确定的自旋转移力矩之间的相互作用，从一个电流和磁畴壁的多铁性和沃克击穿阈值的规模与垂直电场的大小，提供了一种方法来控制畴壁传播通过电门控的属性。
2016-06-02 cond-mat.mes-hall
Superconducting diode effect in magnetic superconductors realized by nonreciprocal domain-wall dynamics
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；University of Seoul（首尔大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
本文发现铁磁超导体中磁畴壁的非互易动力学可产生超导二极管效应，通过分析非互易Walker击穿及其与相位滑移的映射，为单一均匀材料中实现纳米级超导二极管提供了新机制。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Steady one-dimensional domain wall motion in biaxial ferromagnets: mapping of the Landau-Lifshitz equation to the sine-Gordon equation
基于铁磁体和反铁磁体中磁化织构动力学的差异，对Landau-Lifshitz运动运动方程进行了研究。研究了具有双轴磁各向异性的块体铁磁体中典型的一维畴壁。在沃克型的解决方案的框架内的稳态铁磁畴壁运动，减少的非线性朗道-Lifshitz方程的洛伦兹不变的正弦-戈登方程典型的反铁磁体是正式可能的速度低于临界速度的拓扑孤子。在易面/易轴各向异性常数之比较大的情况下，磁畴壁能和磁畴壁宽度的速度依赖关系可用类相对论形式表示。它表明，映射的Landau-Lifshitz运动方程的sine-Gordon方程，只能通过超越稳态运动的沃克型的解决方案。
2020-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall statics and dynamics in nanowires with arbitrary Dzyaloshinskii-Moriya tensors
本文通过一维集体坐标模型和微磁学模拟，研究了任意 DMI 张量分量对纳米线畴壁静力学与动力学的影响，发现结合对角与非对角元素的 DMI 张量可使 Walker 击穿场产生非线性增强。
2023-09-12 cond-mat.mes-hall
Phenomenology of Current-Induced Dynamics in Antiferromagnets
我们导出了反铁磁体中电流感生交错磁化动力学的唯象理论。该理论捕获的反应和耗散电流感应转矩和传统的磁场和阻尼的影响。Walker模型描述了无耗散时直流电流引起的畴壁运动。如果考虑磁阻尼和耗散力矩，当畴壁缓慢移动时，Walker阻尼器仍然是鲁棒的。在铁磁体中，畴壁速度与耗散转矩和磁化阻尼之间的比率成比例。此外，电流驱动的反铁磁畴壁获得净磁矩。
2011-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Spin-motive force due to domain wall motion in the presence of Dzyaloshinskii-Moriya Interaction
我们从理论上证明了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya Interaction）的存在可以导致由于场致磁畴壁运动而产生的自旋动力（SMF）的增强。SMF是指由动态磁织构感生的电压，其反映了磁化强度的时间和空间变化。在畴壁区中引入额外的空间磁化旋转，导致SMF的增强。我们推导出一个表达式的SMF，并检查字段和DMI依赖的SMF。我们发现，SMF可以被放大高达一个数量级的低场制度，其中的外场低于所谓的沃克击穿场。
2018-08-30 cond-mat.mes-hall
Theoretical study of current-induced domain wall motion in magnetic nanotubes with azimuthal domains, including Œrsted field and spin-transfer torques
结合$1$ D解析模型和微磁学模拟，对具有方位磁化的无限长纳米管在电流作用下的磁畴壁行为进行了理论综述.我们强调的效果，除了自旋转移扭矩已经在很大程度上理解在平坦的带，出现具体的管状几何形状：\OErsted场和曲率引起的磁各向异性，从交换和材料生长。根据管的几何形状和方位各向异性的强度，布洛赫壁或内尔壁在静止时出现，导致两种运动状态，主要由自旋转移力矩或\OErsted场控制。我们确定在所有情况下的沃克击穿电流，并突出最合适的参数，以实现高畴壁速度。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall
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
RC-circuit-like dynamic characteristic of the magnetic domain wall in ferromagnetic nanowires
利用微磁学模拟研究了铁磁纳米线中磁畴壁在垂直磁场脉冲作用下的动力学行为。研究发现，垂直磁场脉冲可以触发磁畴壁运动，其中所有的磁场力矩保持在纳米线带的平面上。当垂直磁驱动场大于$200~\mathrm{mT}$时，在没有Walker击穿的情况下，预测了磁畴壁速度大于每秒几百米。有趣的是，由垂直磁场脉冲驱动的移动磁畴壁的动态行为被解释为充电和放电的行为的电气RC电路模型，其中的充电和放电的“磁荷”的纳米线平面上被认为是。磁畴壁的类RC模型动力学特性的概念可能是基于磁畴壁运动的自旋电子功能器件应用的前景。
2015-02-27 cond-mat.mes-hall
Electric manipulation of domain walls in magnetic Weyl semimetals via the axial anomaly
我们展示了如何轴向（手征）异常诱导自旋扭矩的磁化在磁性Weyl半金属。当施加非正交的电场和磁场时，这种异常会在左手和右手手性载流子中产生不平衡。这种不平衡产生自旋密度，该自旋密度在磁化上施加扭矩，该扭矩的强度可以通过所施加的电场的强度来控制。我们展示了如何这导致在电控制的畴壁的手性，以及在改善的畴壁动力学，通过延迟发病的沃克击穿。测量电场介导的畴壁手性变化将构成轴向异常的直接证据。此外，我们展示了电子费米弧状态的量子波动绑定到畴壁自然诱导有效的磁各向异性，允许高畴壁速度，即使磁性Weyl半金属的固有各向异性是小的。
2021-05-26 cond-mat.mes-hall
A theory on skyrmion size and profile
磁skyrmion是一个拓扑对象，由一个内部域，一个外部域，和一个墙，分隔两个域。Skyrmion尺寸和壁宽是Skyrmion的两个基本量，它们敏感地依赖于材料参数，例如交换能、磁各向异性、Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和磁场。然而，迄今为止，还没有对这两个量的定量理解。在这里，我们提出了从能量考虑得到的skyrmion大小和壁宽的一般表达式。这两个公式几乎完全符合各种参数的模拟和实验，包括支持Skyrmion的所有现有材料。此外，发现Skyrmion轮廓与Walker-like 360 \textdegree{}畴壁公式非常吻合。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall
Study of the velocity plateau of Dzyaloshinskii domain walls
我们研究了场驱动的畴壁（DW）的速度在不对称的多层堆叠与垂直磁各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction），实验和微磁模拟。使用磁光克尔显微镜下的强烈和纳秒长的字段，我们表明，在这些薄膜中的DW传播速度高达数百米/秒，而不是预期的速度下降后，沃克场，一个长的平台，观察到恒定的速度，击穿前。最大速度和速度平台的场范围都强烈地依赖于自发磁化强度和磁化强度的值，以及磁各向异性。微磁模拟再现这些功能在足够宽的带，即使是完美的样品。提出了一个物理模型解释的微观起源的速度平台。
2019-08-22 cond-mat.mes-hall
Influence of nonlocal damping on the field-driven domain wall motion
我们推导出完整的表达式的非局域阻尼在非共线磁化由于非均匀自旋电流泵浦的旋进磁化，并将其纳入一个广义的Thiele方程，研究其对铁磁纳米线的横向和涡旋畴壁（DW）的动力学的影响。我们证明了非局域阻尼的横向分量减慢了场驱动的DW传播，并增加了沃克击穿场，而它被忽略了在许多以前的作品在文献中。实验测得的DW迁移率的变化与阻尼调谐掺杂重稀土元素，从微磁模拟的差异，现在很好地理解与非局域阻尼。我们的研究结果表明，非局部阻尼应适当地包括作为一个先决条件，在非共线磁化的电流感应扭矩的定量研究。
2016-05-10 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
Efficient domain wall motion driven by the out-of-plane spin polarization
垂直磁化系统中畴壁的快速运动对于诸如跑道存储器、畴壁逻辑器件和人工突触等许多新的应用是必需的。利用自旋转移矩实现电流驱动畴壁运动后，畴壁速度得到了很大的提高，后来又由于自旋-霍尔效应和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiiii-Moriya interaction，Dzyaloshinskii-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya interaction）的共同作用而实现了又一次飞跃。然而，在后一种系统中，只有Neel壁可以被有效地驱动。在本文中，我们表明，布洛赫和尼尔畴壁可以有效地移动，利用类场力矩与面外自旋极化，这可以产生在材料中减少对称性。另外，我们发现由静磁能稳定的Neel壁和Bloch壁很容易被自旋轨道力矩扭曲，然后进入Walker击穿区。通过引入外加磁场和磁场来稳定畴壁，在中等电流密度$2\times 10^{11} A/m^2$下获得了超过500 m/s的畴壁速度。原则上，这种机制可以用来驱动任何类型的畴壁。因此，这项工作提供了新的自由度的控制畴壁运动。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall
Current-induced instability of domain walls in cylindrical nanowires
我们研究了电流驱动的畴壁（DW）的运动在圆柱形纳米线使用微磁学模拟通过实施Landau-Lifshitz-Gilbert方程与非局部自旋转移力矩在一个有限差分微磁学包。我们发现，在DW存在的高斯波包（自旋波）时，将产生突然施加到系统的充电电流。当采用局部自旋转移矩时，这种效应被排除。自旋波发射的存在表明，横向畴壁不能在圆柱形纳米线中任意快速移动，尽管它们不受Walker极限的限制。我们通过分析高斯波包的稳定性，建立了一个上限的DW运动的速度。微磁学模拟表明，非局域自旋转移矩的稳定区域比局域自旋转移矩的稳定区域小。这种限制对于多个畴壁至关重要，因为高斯波包的不稳定性将破坏多个畴壁的结构。
2017-12-27 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
Axial anomaly generation by domain wall motion in Weyl semimetals
外尔半金属中依赖于时空的节点分离可以看作是一个轴向矢量场。与磁Weyl半金属中的畴壁运动相耦合，这引起了定位在畴壁处的轴向电场和磁场。我们展示了这些领域可以激活的轴向（手征）异常，并提供了一个直接的实验signatureofit. Specifically，畴壁提供了一个空间依赖的Weyl节点分离和轴向磁场$\textbf{B}_5$，和畴壁运动，由外部磁场驱动，给Weyl节点分离的时间依赖性，诱导轴向电场$\textbf{E}_5$。当磁场超过沃克击穿时，$\textbf{E}_5\cdot\textbf{B}_5$变为非零，并激活轴向异常，导致有限的轴向电荷密度--左手和右手费米子数量的不平衡--随着畴壁移动。该轴向密度又通过手征磁效应产生沿着畴壁平面流动的振荡电流，导致从畴壁发出的电磁波的特征辐射。这种辐射的检测将构成对由轴向电磁场引起的轴向异常的直接测量。
2020-10-20 cond-mat.mes-hall
Magnetic domain wall motion in a nanowire: depinning and creep
磁纳米线中的畴壁运动的理论研究在该制度的畴壁驱动力是弱的，其对障碍的竞争是由热搅拌协助。两种类型的驱动力被认为是：磁场和电流。虽然场通过塞曼能量诱导畴壁运动，但电流通过产生自旋转移力矩诱导畴壁运动，其在该制度中的效果仍然存在争议。自旋转移矩具有两个相互正交的矢量分量，即绝热自旋转移矩和非绝热自旋转移矩。我们调查的两个组件上的畴壁脱钉率在一维系统和畴壁蠕变速度在二维系统中，低于沃克击穿阈值的单独的影响。除了来自该领域和/或非绝热自旋转移力矩的领先的顺序贡献，我们发现，绝热自旋转移力矩产生的修正，这可以是一个明确的分析实验结果的相关性。例如，它表明，在实验分析中忽略的修正可能会导致不正确的非绝热性参数的评估。分析了Rashba自旋轨道耦合对畴壁运动的影响。
2011-04-11 cond-mat.mes-hall
Field-induced domain wall propagation velocity in magnetic nanowires
提出了场致畴壁扩展理论。该理论不仅解释了为什么无缺陷纳米线中的DW必须以有限的速度传播，而且还提供了DW传播速度的适当定义。这个定义，有效的任意DW结构，允许一个计算的瞬时DW速度在一个有意义的方式，即使当DW不作为一个刚体移动。导出了一个新的速度场公式，该公式与实验和数值模拟都非常吻合。
2009-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Skyrmion Emergence via Domain Wall Anchoring through Vertical Bloch Line
本研究提出通过畴壁形变动力学（利用垂直布洛赫线锚定畴壁）产生斯格明子的新方法，解析与微磁模拟揭示了其拓扑转变机制，为下一代自旋电子器件提供了可控生成途径。
2024-11-07 cond-mat.mes-hall
Survey of 360$^{\circ}$ domain walls in magnetic heterostructures: topology, chirality and current-driven dynamics
系统研究了磁性异质结构中360 $^{\circ}$畴壁的手征性和电流驱动动力学。对于具有正常衬底的MH，静态360 DW是Néel型的，没有手性。而对于具有重金属基底的那些，其中的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（iH 2）使得360 DW更倾向于特定的手性。在面内驱动电荷电流下，作为“全圆”拓扑结构的直接结果，随着电流密度的增加，某个360 DW不经历“Walker击穿”型过程，如充分研究的180 $^{\circ}$畴壁。或者，它保持一个固定的传播模式（稳定流或旋进流，取决于MH的有效阻尼常数），直到它崩溃或改变为其他类型的孤立子时，电流密度变得太高。类似地，类场自旋轨道力矩（SOT）对360 DW的动力学特性没有影响，而反阻尼SOT则有影响。对于这两种模式，修改的流动性的360 DW的反阻尼和反阻尼SOT提供。
2020-08-18 cond-mat.mes-hall
Magnetic Domain Wall Motion due to AC Bias-Driven Resonances
现有的磁畴壁动力学研究大多集中在直流偏压的影响上，其中诱导速度由偏压强度决定。在这里，我们表明，AC偏置，如字段或电流也能够通过DW角度和AC偏置的相位之间的同步来移动DW。所得到的DW速度与AC偏置的驱动频率成比例，但与偏置强度无关，从而提供DW器件的潜在低功率操作。AC偏置驱动的DW运动显示出锁相解锁过渡，类似于DC偏置驱动的DW运动的Walker击穿的临界现象。我们的工作表明，DW可以通过将其角度同步到AC偏置来共振驱动，从而揭示了迄今为止被忽视的内部自由度用于驱动磁纹理的效用。
2019-08-04 cond-mat.mes-hall
Curvature and torsion effects in the spin-current driven domain wall motion
研究了自旋电流驱动下，磁畴壁沿螺旋状纳米线的运动，并采用Bazaliy-Zhang-Li机制。分析是基于集体变量法。确定了两个新的效应：（i）曲率导致单轴丝出现Walker极限，（ii）扭转导致非绝热自旋矩参数$β$有效移动.后一种效应显著地改变了畴壁速度，并且可以导致负的畴壁迁移率。这种效应也可用于非绝热参数$β$和阻尼系数$α$的实验测定。
2015-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Domain wall dynamics for an in-plane magnetized thin film with large perpendicular hard axis anisotropy including Dzyaloshinskii-Moriya interaction
我们考虑一个薄的铁磁层，其上沿面内易磁化轴施加一个外场或电流。垂直难磁化轴各向异性常数大，使得面外磁化分量小于面内分量。采用微扰法得到了运动畴壁的轮廓和速度。磁化的面内分量的动力学由决定轮廓速度的反应扩散方程支配。我们发现一个简单的解析表达式的面外磁化显示由于除了由于Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的不对称分量的运动的对称失真。得到的结果补充了以前的研究，其中无论是Dzyalozhinskii矢量或面外难轴各向异性被假定为小。在该制度研究的沃克击穿没有观察到，但反应扩散动力学预测足够大的磁场的畴壁减慢。转变点取决于外加磁场、饱和磁化强度和易轴各向异性。
2018-07-05 cond-mat.mes-hall
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
