Multi-vortex versus interstitial vortices scenario in superconducting antidot arrays
在超导薄膜中，反点（孔）的工程晶格充当涡旋的柱状钉扎位点的阵列，从而导致在由晶格间距引导的相称场处的涡旋匹配现象。涡旋钉扎的强度和性质由反点晶格的几何特征（例如晶格间距$a_0$、反点直径$d$、晶格对称性、取向等）以及超导薄膜的特征长度尺度（即，相干长度（$ξ$）和穿透深度（$λ$）。存在至少两种竞争情形：（i）多个涡旋在较高匹配周期处位于每个反点上，以及（ii）在较高匹配周期处在间隙位点处存在涡旋的成核。此外，在适当的条件下，成核间隙涡也有可能发生重排。我们提出了我们的实验结果在上述情况下的NbN反点阵列。
2009-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Continuum versus discrete flux behaviour in large mesoscopic Bi(2)Sr(2)CaCu(2)O(8+delta) disks
扫描霍尔探针和本地霍尔磁强计测量已被用来调查磁通分布在大型介观超导磁盘的大小，位于体和介观涡旋制度之间的交叉附近。通过直接映射在不同的应用领域的磁盘的磁感应曲线得到的结果可以相当成功地拟合到分析模型，假设在样品中的磁通量的连续分布。然而，在低磁场下，我们确实观察到了底层离散涡旋结构的清晰特征，并且可以解决涡旋团在增加的磁场中的特征介观压缩。即使在更高的领域，其中单一的涡流分辨率丢失，我们仍然能够跟踪的涡流图案的结构变化，因为竞争的涡流订单强加明确无误的签名上的“本地”磁化曲线作为一个功能的应用领域。我们的观察结果是非常一致的分子动力学数值模拟，使我们在我们的系统中的离散和连续行为之间的交叉的长度尺度的自然定义。
2008-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Frequency shift keying in vortex-based spin torque oscillators
基于涡旋的自旋扭矩振荡器可以由连接到电纳米接触的扩展自旋阀制成。我们研究了在这些振荡器中实现频移键控调制。在10 MHz范围内对电流进行平方调制时，涡旋频率遵循电流指令，在光谱测量中容易识别两个交换频率。输出功率的频率分布可以通过直流电流涡旋波形的卷积变换和电流调制来解释。建模表明，频率转换是相位相干的，持续时间小于25 ns。除了多倍频程可调谐性和一流的灵活性外，频移键控调制能力是在RF电路中实现基于涡旋的振荡器的另一个里程碑。
2011-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic force microscopy versus scanning quantum-vortex microscopy: Probing pinning landscape in granular niobium films
本文介绍了扫描量子涡旋显微镜技术，通过低温磁力显微镜研究磁控溅射铌膜，利用被捕获涡旋作为纳米探针探测钉扎势与晶界，实现了30nm分辨率。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Agility of vortex-based nanocontact spin torque oscillators
我们研究了基于磁涡旋的电流可调振荡器的灵活性。理论预测，电流调谐频率发生在恒定的轨道半径，所以一个特殊的敏捷性是可以预期的。为了测试这一点，我们在微波干涉仪中插入了一个振荡器，以在时间分辨其发射的同时施加突然的电流变化。使用频移键控，我们表明，振荡器可以在两个稳定的频率之间切换不同的25%，在不到十个周期。这种振荡器具有宽的频率可调谐性和良好的灵活性，对于基于调制的射频应用具有理想的品质因数。
2009-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Diverse dynamics in interacting vortices systems through tunable conservative and non-conservative coupling strengths
本文提出耦合磁性涡旋回旋动力学的解析模型，经微磁模拟和实验验证，揭示保守与非保守力的作用，并展示其在储层计算中的应用潜力。
2025-02-25 cond-mat.mes-hall
Fine frequency shift of sigle vortex entrance and exit in superconducting loops
采用基于硅膜传感器的高灵敏度交流量热法测量了外磁场$\vec{H}$作用下铝环阵列的热容$C_{p}$。每个超导涡旋入口诱导相变和热容跃变，因此$C_{p}$与$\vec{H}$振荡。已经使用Wigner-Ville分布（时频表示）研究了相对于磁场测量的这种振荡和非平稳行为。结果表明，热容振荡的周期性随磁场的变化而变化，周期的演化也依赖于磁场的扫描方向。这可以归因于涡旋进入环的排出和穿透之间的不同行为。随着磁场的变化，热容跳跃的周期性变化超过15%。这一现象的描述给出了使用的解析解的Ginzburg-Landau方程的超导性。
2007-08-22 cond-mat.mes-hall
Dynamical influence of vortex-antivortex pairs in magnetic vortex oscillators
研究了纳米接触磁涡旋振荡器中的磁化强度随温度的变化规律。低温实验表明，在低电流和高电流的动力学性质不同。在低电流，我们激发一个温度无关的标准振荡模式，包括在gyrotropic运动的自由层涡旋的纳米接触。在临界电流以上，观察到频率的突然跳变，伴随着频率与电流斜率因子的显著增加。使用微磁模拟和分析建模，我们将这种新的制度的自旋阀的钉扎层中的涡旋-反涡旋对的创建。涡旋-反涡旋距离取决于有利于分离的奥斯特场和有利于对合并的交换偏置场。钉扎层中的对提供了改变自由层涡旋的动力学的附加自旋扭矩，这可以通过分析模型定量地解释。
2015-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Super-harmonic injection locking of nano-contact spin-torque vortex oscillators
研究了微波小电流作用下单纳米接触（NC）自旋力矩涡旋振荡器（STVO）的超谐波注入锁定。在微波磁电子测量中，在STVO基频$f_{0}$的四次谐波处观察到频率锁定。STVO相对于$f_{0}$的大的频率可调谐性允许装置通过调谐DC电流被锁定到微波频率$f_{RF}$的多个次谐波，或者锁定到在宽范围的$f_{RF}$上的相同次谐波。在一般情况下，锁定范围，线宽和振幅的分析表明，锁定效率随着谐波数的增加而降低，如预期的非线性振荡器的谐波同步。时间分辨扫描克尔显微镜（TRSKM）显示锁定到基频和谐波频率的状态的磁化动力学的空间特征的显着差异，这表明在同一设备内的核心轨迹的显着差异。NC-STVO的超谐波注入锁定可以为诸如纳米级分频器之类的设备开辟可能性，而芯轨迹的差异可以通过调谐共享磁层内的动态的空间特性来允许在多振荡器网络中实现相互同步。
2016-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Driven energy transfer between coupled modes in spin-torque oscillators
自旋力矩振荡器的不同本征模之间的相互作用可以导致从跳模到多模产生的各种各样的物理机制，这通常会降低它们作为射频器件的性能。为了解决这个问题，为未来的应用，我们研究了一个模型的自旋扭矩振荡器，这是由两个耦合的涡旋与一个涡旋在每个振荡器的两个磁性层的属性。在这样的双涡系统中，耦合模之间的能量传递的显著特性，一个由自旋转移力矩激发，而第二个被阻尼，导致阻尼参数的改变。因此，振荡器的非线性行为伴随着剧烈的影响。这种有效的耦合机制，主要是由动态偶极场产生的自旋转移扭矩诱导的运动的旋涡驱动，引起了一个意想不到的动力学制度的自共振激发。这些结果表明，模式耦合可以用来控制同步过程以及自旋力矩振荡器的频率可调谐性。
2016-10-31 cond-mat.mes-hall
Spin Solid versus Magnetic Charge Ordered State in Artificial Honeycomb Lattice of Connected Elements
二维人工磁性蜂窝晶格中低温磁关联的性质一直是人们争论的焦点。理论研究表明，当T -> 0 K时，系统将形成一种新的零熵自旋固态，但在连通元的人工蜂窝晶格中，这一效应还没有得到证实。我们报告的磁相关性的调查，在新设计的人工坡莫合金蜂窝晶格的超小元素，具有典型的长度为~ 12 nm，使用中子散射测量和温度相关的微磁模拟。极化中子反射计数据的数值模拟阐明了该系统中自旋关联随温度的演化。当温度降低到~ 7 K时，系统趋向于发展新的自旋固态，表现为相反手征的磁涡旋环的交替分布。实验结果的补充与温度相关的微磁学模拟，证实自旋固体状态的主导地位，局部磁荷有序状态的人工蜂窝晶格与连接的元素。我们的研究结果使新的自旋固体相关的直接调查在连接的蜂窝几何形状的二维人工结构。
2018-02-18 cond-mat.mes-hall
Vortex-like state observed in ferromagnetic contacts
点接触（PC）提供了一种简单的方法来产生10^9 A/cm^2及以上的高电流密度，而不会产生大量的焦耳热。我们最近已经表明（Nano Letters，7（2007）927），正常金属和铁磁金属之间的纳米尺寸PC的导电性相对于偏置电流和外部磁场表现出双稳态滞后状态-自旋阀结构的典型效应。在这里，我们报告说，除了双稳态的第三个中间电阻状态偶尔观察到。我们解释这种状态是由于在PC中的自旋涡旋，成核的偏置电流的奥斯特场和/或PC的圆形几何形状。在PC电导中观察到的三能级态证明了界面自旋与体自旋的弱耦合和表面层内的低交换相互作用。
2009-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Highly tunable layered exciton in bilayer WS$_2$: linear quantum confined Stark effect versus electrostatic doping
在1H单层过渡金属二硫属化物中，反转对称性被破坏，而反射对称性被保持。相反，在双层中，反转对称性得到恢复，但反射对称性被破坏。作为这些对比对称性的结果，在这里，我们表明，双层WS $_2$表现出量子限制斯塔克效应（QCSE），是线性与所施加的平面外电场，在相反的二次一个单层。双层中的独特层自由度与场驱动的层内和层间激子之间的部分相互转换之间的相互作用产生激子振子强度的巨大可调谐性。这使得双层WS $_2$成为在激子共振下原子级薄的可调谐电吸收调制器的有希望的候选者，特别是当堆叠在提供超快非辐射弛豫通道的石墨烯层的顶部上时。通过调整偏置配置，我们进一步表明，激子响应可以很大程度上通过静电掺杂，有效地转移从中性带电激子的振子强度调谐。这些发现对于下一代光电子学的高度可调、原子薄、紧凑和轻的片上可重构组件具有前瞻性。
2020-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nonreciprocal magnon fluxonics upon ferromagnet/superconductor hybrids
铁磁体/超导体异质结构允许由磁性和超导性两个领域提供的独特物理现象的组合。最近的研究表明，在这种结构中，自旋波可以被静态或移动的磁通量量子（Abrikosov涡旋）的晶格有效地散射，从而导致自旋波谱中的带隙。在这里，我们实现了一个非互易运动的涡旋晶格在纳米工程对称和不对称钉扎景观和调查的非互易散射磁振子上的磁通。我们证明了磁振子带隙频率可以通过应用低耗散的传输电流和极性反转来调谐。此外，我们利用整流（涡流二极管或棘轮）的影响，通过施加一个100 MHz的频率的交流电流故意实现带隙向上或向下移位在一个交流半波，同时保持带隙频率恒定在其他交流半波。研究的现象允许实现节能的混合磁振子设备，如微波滤波器具有超高的带隙可调谐性为10 GHz/mA和快速调制的传输特性上的10 ns的时间尺度。
2021-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Einstein - de Haas effect at radio frequencies in and near magnetic equilibrium
爱因斯坦-德哈斯（EdH）效应和它的倒数巴尼特效应是磁性的基础，并且唯一地产生磁矩与总角动量之比的测量。这些影响很小，一般难以观察，但随着当代技术的发展，人们对它们的研究又有了新的方法。纳米机械系统中的高机械共振频率特别为EdH扭矩的观察提供了巨大的优势。在射频下，EdH效应可以变得与常规叉积磁转矩的大小相当或甚至超过常规叉积磁转矩的大小。此外，如果磁系统保持准静力平衡，当两个扭矩源都工作时，RF-EdH扭矩预计相对于叉积扭矩相移90度，从而实现正交分离。射频EdH测量表明，通过微米级，单晶钇铁石榴石（YIG）磁盘的全滞后范围。在低偏置场下，观察到涡旋态的平衡行为。巴克豪森的功能出现在平面内EdH扭矩在较高的领域中的涡旋状态，揭示磁无序太弱，通过平面内的交叉产品扭矩是可见的。除了涡旋湮灭，峰值出现在EdH扭矩与偏置场，这些与他们的相位签名一起表明，RF驱动的自旋动力学的研究的爱因斯坦-德哈斯效应的额外效用。
2020-05-18 cond-mat.mes-hall
Analog and digital phase modulation of spin torque nano-oscillators
自旋力矩纳米振荡器（STNO）是具有宽带频率可调谐性的纳米级器件。它们的多功能RF特性非常适合定义使用基本协议进行数据传输的无线通信新方案，例如幅度、频率和相移键控（ASK、FSK、PSK）。与ASK和FSK相比，PSK的实现对于STNO来说更具挑战性，因为它们的相位噪声相对较高。在这里，我们介绍了一种特殊的PSK技术相结合的调制和注入锁定功能。使用基于磁隧道结的涡旋STNO在2f和f/2处进行注入锁定，示出高达2.1rad的相移和高达4 Mbit/s的数据传输速率，验证了该概念。还实现了正交相移键控和模拟相位调制，其中后者用于10米距离上的语音传输。这表明STNO相位噪声和输出功率满足现有通信方案中操作所需的性能。
2019-05-07 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
