Shapiro like steps reveals molecular nanomagnets' spin dynamics
通过将章动分子纳米磁体插入隧道约瑟夫森结中，研究其电流-电压特性，提出了一种精确检测章动分子纳米磁体自旋动力学的方法。通过施加两个圆极化磁场来产生分子纳米磁体的自旋章动。我们证明了分子纳米磁体自旋章动对约瑟夫森电流的调制在结的I-V特性中表现为类似Shapiro台阶的阶梯结构。这些Shapiro类台阶的宽度和高度由自旋章动的两个参数决定，即章动的频率和振幅，这两个参数可以简单地由所施加的磁场调节。
2015-12-20 cond-mat.mes-hall
Magnetic Avalanches in Molecular Nanomagnets
由于沿易磁化c轴施加的特定磁场共振值下的量子隧穿，原型分子磁体Mn 12-acetate的磁化强度在低温下表现出一系列尖锐的台阶。这种晶体的磁矩的突然反转也可以作为雪崩发生，其中自旋反转沿着以亚声速穿过样品的“爆燃”前沿进行。在这篇文章中，我们回顾了已经获得的点火温度和分子纳米磁体中的磁雪崩的传播速度的实验结果。拟合的数据与理论的磁爆燃产量总体定性协议。然而，数字上的差异表明，我们对这些雪崩的理解是不完整的。
2010-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric field control of magnetic states in isolated and dipole-coupled FeGa nanomagnets delineated on a PMN-PT substrate
我们报道了在压电PMN-PT衬底上描绘的椭圆形FeGa纳米磁体中观察到的“非挥发性”逆磁电效应。纳米磁体最初用沿其标称主轴定向的磁场磁化，随后在衬底上施加电场在衬底中产生应变，该应变部分地转移到纳米磁体并将其中一些的磁化旋转到亚稳取向。在磁场被移除后，它们仍然存在，导致“非波动性”。在隔离的纳米磁体中，初始磁化方向和最终磁化方向之间的角间隔< 90度，但是在由一个“硬”纳米磁体和一个“软”纳米磁体组成的偶极耦合对中，由于硬纳米磁体的偶极影响，软纳米磁体的磁化从初始取向旋转> 90度。这些效应可用于超节能逻辑和存储器设备。
2015-06-20 cond-mat.mes-hall
Optimal design of nanomagnets for on-chip field gradients
针对片上纳米磁体局域磁场梯度设计依赖经验的问题，本文基于微磁最优化方法分析铁磁层几何与饱和条件，给出纵向和横向梯度下的均匀饱和纳米磁体最优设计。
2022-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Inert shell coating for enhanced laser refrigeration of nanoparticles: application in levitated optomechanics
Sydney Quantum Academy（悉尼量子学院）；School of Mathematical and Physical Sciences, Macquarie University（麦考瑞大学数理科学学院）；ARC Centre of Excellence for Engineered Quantum Systems, Macquarie University（麦考瑞大学工程量子系统卓越研究中心）；School of Engineering, Macquarie University（麦考瑞大学工程学院）；ARC Centre for Nanoscale BioPhotonics, Macquarie University（麦考瑞大学纳米生物光子学中心）
研究设计了具有惰性壳层的纳米颗粒以提高激光制冷效率，发现壳层结构使部分纳米颗粒显著降温，达到147K，为实现绝对冷却开辟新途径。
2023-07-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Interplay of electron and phonon channels in the refrigeration through molecular junctions
本文用DFTB-NEGF方法研究OPE3分子结的电子与声子输运及珀尔帖制冷性能，通过电-热电路模型量化温降，证明其可实现数K制冷并探讨了高性能制冷器件设计策略。
2022-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comment on: Quantum interference of tunnel trajectories between states of different spin length in a dimeric molecular nanomagnet
Ramsey等人[Nature Phys.4，277-281（2008）]报道了与二聚分子纳米磁体中不同总自旋长度的状态之间的隧穿轨迹相关的量子干涉的观察。他们认为，干扰是分子Mn 12轮的独特特性的结果，其表现为具有弱铁磁交换耦合的分子二聚体。我们在这里表明，拉姆齐等人发表的数据是不一致的，不幸的是，大多数是错误的。我们进一步表明，Landau-Zener（LZ）公式，隧道概率与隧道分裂，只能适用于一个明确定义的实验区域，这是由拉姆齐和同事访问的区域之外。只能得到隧道分裂的下限估计，表明所观察到的过渡不能用二聚体模型解释。我们还提出了质疑二聚体模型的论文的其他缺点，以及磁场的对齐是观察量子干涉的关键。
2008-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic Design of Bias-Free Reconfigurable Microwave Properties in Hexagonal Shaped Multilayer Nanomagnets
本文通过微磁模拟研究六边形多层纳米磁体，利用场初始化方法实现两种剩磁状态，并通过纳秒脉冲场调节磁化动力学，实现亚GHz和GHz区域的可重构频率偏移。
2025-08-06 cond-mat.mes-hall
Spin nutation effects in molecular nanomagnet$-$superconductor tunnel junctions
研究了分子纳米磁体自旋章动对超导隧道结$|$分子纳米磁体$|$中约瑟夫森电流的影响。我们明确地表明，由于分子纳米磁体的自旋章动两个振荡项出现在除了传统的$ac$约瑟夫森电流的$ac$约瑟夫森电流。由于输运的准粒子与偏置电压和分子纳米磁体自旋动力学的相互作用，在结中发生了一些共振。它们的出现表明，在这些相互作用中交换的能量在超导能隙范围内。我们还表明，自旋章动是能够转换的$ac$约瑟夫森电流的$dc$之一，这是有趣的应用。
2013-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anisotropic properties of spin avalanches in crystals of nanomagnets
从理论上研究了外加磁场与易磁化轴成任意角度时纳米磁体晶体中自旋雪崩的各向异性效应。从晶体中单个纳米磁体的哈密顿量出发，计算了表征自旋雪崩的两个基本量：激活能和塞曼能。对大角度范围内的情况进行了数值计算，并在小角度范围内导出了解析公式。单个纳米磁体的各向异性特性导致磁爆燃速度的各向异性行为。研究了外加磁场与晶体易磁化轴夹角对磁爆燃速度的影响。本文还研究了磁爆轰波的各向异性特性，首先涉及到激波后的温度和爆轰波中自旋翻转的特征时间。
2013-01-07 cond-mat.mes-hall
Tailoring magnetization reversal of a single-domain bar nanomagnet via its end geometry
纳米级单畴条形磁体是各种基础和应用介观磁系统的构建块，例如人工自旋冰，磁性形状变形微型机器人以及磁性多数逻辑门。棒状纳米磁体的磁化反转转换场是决定其构成的人工系统的物理性质和功能的关键参数。以前的方法在调整的条形纳米磁体的磁化反转开关场通常依赖于修改其纵横比，如其长度，宽度和/或厚度。在这里，我们表明，一个酒吧纳米磁体的开关场饱和时，延长其长度超过一定的值，防止通过纵横比的磁化反转的进一步定制。我们展示了高度可调的开关场的酒吧nanomagent通过剪裁其端部的几何形状，而不改变其大小。这提供了一种简单的方法来控制单畴条形纳米磁体的磁化反转。这将使新的研究和/或应用，如设计人工自旋冰与额外的调谐参数，工程磁性微型机器人具有更大的灵活性，以及开发磁量子点元胞自动机系统的低功耗计算。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall
Dynamics of Vortex Nucleation in Nanomagnets with Broken Symmetry
我们调查的基本过程中，支配亚100纳米介观磁体的涡旋成核动力学。我们专注于对称性破缺的结构- Pacman-like纳米磁体的形状-在其中，我们研究微磁行为都通过一个简单的模型和数值。我们表明，它是可能的，建立所需的涡旋手性和极性，通过只施加准静态面内磁场沿特定方向。我们确定的模式是非常强大的对外部磁场噪声的涡旋成核。这些涡旋成核模式在具有破缺旋转对称性的宽范围的亚100 nm磁体中是常见的。
2012-03-19 cond-mat.mes-hall
On the micromagnetic behavior of dipolar-coupled nanomagnets in defective square artificial spin ice systems
我们在这里报告的结果，微磁模拟的方形人工自旋冰（ASI）系统的缺陷。缺陷是由纳米磁体在顶点处的错位引入的。在这些亏损系统中，我们能够通过施加一个小的外场来稳定涌现的类抛物态。我们观察到系统的偶极能量的变化与不同的失调角。产生出射单极子的场随系统的偶极能量线性变化。我们的研究结果清楚地表明，ASI系统的磁化反转是错综复杂的缺陷和偶极相互作用的相互作用。
2019-09-10 cond-mat.mes-hall
Binary information propagation in circular magnetic nanodot arrays using strain induced magnetic anisotropy
纳米磁逻辑已经成为传统CMOS逻辑的潜在替代品，因为它具有优越的能效。纳米磁性逻辑的一种实现方式采用形状各向异性（例如，椭圆形）铁磁体（具有两个稳定的磁化取向）作为依赖于偶极-偶极相互作用来传送二进制信息的二进制开关。通常，圆形纳米磁体与这种方法不兼容，因为它们缺乏独特的稳定的面内磁化取向来编码比特。然而，圆形磁致弹性纳米磁体可以制成双稳态，具有电压诱导的各向异性应变，这为纳米磁性逻辑应用提供了两个显著的优点。首先，形状各向异性能垒被消除，这减少了重新定向偶极子的能量的量。其次，面内尺寸可以减小（~ 20 nm），这在以前由于热稳定性问题而不可能实现。在圆形磁致弹性纳米磁体中，即使在克服热稳定性问题的这种尺寸下，电压引起的应变也使磁化稳定。在本文中，我们分析证明了一个二进制逻辑线实现与一个阵列的圆形纳米磁体，时钟与电压引起的应变所施加的底层压电基板。这导致了优于现有的基于CMOS的逻辑的数量级的节能逻辑范例，其可扩展到比现有的纳米磁性逻辑方法的尺寸小得多的尺寸。的分析方法进行了验证与实验测量上制作的PMN-PT样品偶极耦合镍纳米点。
2016-02-29 cond-mat.mes-hall
Many-body models for molecular nanomagnets
我们提出了一个灵活有效的从头计算方法来建立分子纳米磁体的多体模型，并计算磁交换耦合和零场分裂。它是基于使用本地化Foster-Boys轨道作为单电子基础。我们将此方案应用到三个典型的系统，反铁磁环Cr 8和Cr 7 Ni和单分子磁体Fe 4。在所有的情况下，我们确定的基本磁相互作用，并发现与实验非常吻合。
2012-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interaction of a Nanomagnet with a Weak Superconducting Link
研究了纳米磁体与弱超导链的电磁相互作用。两个系统的耦合动力学方程推导和数值研究。我们表明，一个小的磁铁在附近的一个薄弱环节的存在下，可以检测到通过Shapiro样的步骤所造成的进动的磁矩。尽管由弱连接产生非常弱的磁场，但是施加到连接的时间依赖性偏置电压可以引发纳米磁体的非线性动力学，这导致其磁矩的反转。我们还考虑了一个量子问题，其中一个纳米磁体与一个弱连接的相互作用被视为一个两态自旋系统，由于量子隧穿之间的自旋向上和自旋向下的状态。
2010-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controlling degeneracy and magnetization switching in an artificial spin ice system of peanut-shaped nanomagnets
利用大量的数值模拟，我们探讨了由花生状纳米磁体组成的二维人工自旋冰（ASI）系统中的磁化翻转。我们还研究了外加磁场对系统磁态简并度的影响。开关场被发现是一个订单较小的建议ASI系统与花生形纳米磁体相比，传统上使用的高度各向异性的纳米岛，如椭圆形纳米磁体。亚稳态2-in/2-out（II型）磁状态在剩磁处是稳健的。我们还能够通过仔细改变外部磁场来获得对应于II型磁结构的其他可能的微观状态。这意味着人们可以通过施加适当的磁场来控制磁态的简并度。有趣的是，由于去除纳米磁体引起的缺陷，磁荷中性被打破。在这种情况下，该系统似乎也有1-out/3-in或3-out/1-in（III型）自旋状态，让人想起磁自旋。我们相信，我们的研究是非常可取的背景下，开发下一代自旋电子学为基础的设备，为未来的技术。
2022-02-19 cond-mat.mes-hall
Mechanism of parametric pumping of magnetization precession in a nanomagnet. Parametric mechanism of current-induced magnetization reversal
提出了一种基于参量共振的电流感生磁化反转机制。磁化反转的源是垂直于铁磁纳米磁体的磁各向异性的易磁化轴施加的电流感应磁场。在FeCoB纳米磁体中测量的电流感应磁场在65 mA/μ m 2的电流密度下为60高斯。两种机制的磁化反转的描述和计算。第一种机制是通过RF电流的反转，该RF电流以接近纳米磁体的进动频率的频率调制。第二种机制是通过DC电流的反转，其中磁阻和感应磁场的电流依赖性产生正反馈回路，其将随机微小的热波动放大成导致磁化反转的大磁化进动。将所提出的机制与传统的磁化反转机制如自旋力矩和自旋轨道力矩相结合，可以提高磁性随机存取存储器的性能。
2021-04-27 cond-mat.mes-hall
Static-Dynamic Correlations and Complex Spin-Wave Eigenmodes in Single- and Multilayer Diamond-Shaped Nanomagnets Without Bias Field
School of Sciences (Physics), National Institute of Technology, Tadepalligudem（国家技术学院（物理科学系））
本研究通过微磁学模拟系统研究了单层和多层菱形纳米磁体的静态与动态磁行为，发现多层结构因增强的偶极耦合而具有更大的频率可调性（3 GHz），为可重构微波器件提供了新途径。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall
Theory of atomistic simulation of spin-transfer torque in nanomagnets
在用于技术应用的自旋转移矩（STT）中，磁体的小型化可能达到需要完全量子力学处理的阶段。我们提出了一个STT理论，它使用的纳米磁体的量子宏观自旋基态和激发态（磁振子）。这允许当前电子和纳米磁体之间的能量和角动量交换。我们发展了一种磁化动力学模拟的方法，它捕获的自旋极化电流和温度依赖性的STT在磁体上的加热效果。我们还讨论了静磁效应对薄膜中铁磁弛豫的磁振子散射的影响。我们的工作表明了一个现实的一步，在纳米尺度的磁体量子自旋转移矩物理模拟。
2013-03-07 cond-mat.mes-hall
Angular Dependent Magnetization Dynamics with Mirror-symmetric Excitations in Artificial Quasicrystalline Nanomagnet Lattices
我们报道了非周期准晶磁晶格的角度相关自旋波光谱，即，Ammann、Penrose P2和P3晶格由互连的Ni $_{80}$ Fe $_{20}$纳米棒的大阵列制成。自旋波光谱中获得的近饱和状态包含不同的组的共振特性的角度依赖性所施加的面内磁场。微磁模拟使我们能够将检测到的共振归因于具有特定镜像对称性的模式分布。在反转制度的光谱显示系统的出现和消失的自旋波模式，表明可重编程的磁振子特性。
2018-04-27 cond-mat.mes-hall
Role of Magnetic Field in Self-Oscillation of Nanomagnet Excited by Spin Torque
通过求解Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程，研究了由垂直磁化自由层和面内磁化钉扎层组成的自旋力矩振荡器（STO）的自激振荡临界电流.我们发现，临界电流发散在某些领域的方向，表明自振荡不发生在这些方向。还发现临界电流的符号随外加磁场方向而变化。
2014-12-04 cond-mat.mes-hall
Time-Resolved Magnetic Relaxation of a Nanomagnet on Subnanosecond Time Scales
我们提出了一个两个电流脉冲的时间相关实验研究的内在的亚纳秒非平衡磁动力学的纳米磁体在脉冲激发期间和之后。该方法被应用到一个模型自旋转移系统，一个自旋阀纳米柱垂直磁各向异性。由短延迟（< 500 ps）分开的两个脉冲被示出为导致与具有取决于延迟的持续时间的单个脉冲相同的切换概率。这证明了磁激发和弛豫之间的显著对称性，并提供了磁弛豫时间的直接测量。结果与一个简单的有限温度的Fokker-Planck宏观自旋模型的动力学是一致的，表明更多的相干磁化动力学在这个短时间的非平衡极限比接近平衡。
2012-05-31 cond-mat.mes-hall
Quantum interference oscillations of the superparamagnetic blocking in an Fe8 molecular nanomagnet
我们表明，动态磁化率和超顺磁阻塞温度的Fe 8单分子磁铁振荡的磁场Hx沿其硬磁轴上施加的功能。这些振荡与连接两个激发磁态的不同自旋隧道路径之间的量子干涉有关，由Hx调谐。振荡周期由基态S=10和激发态多重态之间的量子混合决定。这些实验使我们能够量化这种混合。我们发现Fe_8的磁基态中激发多重态的重量约为11.6%。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall
Nonadiabatic Landau Zener tunneling in Fe_8 molecular nanomagnets
Landau Zener方法可以测量分子团簇Fe_8中非常小的隧道劈裂Δ。观测到的振荡Δ作为沿硬各向异性轴施加的磁场的函数解释的拓扑量子干涉的两个隧道路径的相反绕组。研究了朗道-齐纳跃迁速率P的温度依赖性，揭示了激发态自旋能级间的拓扑量子干涉。通过比较标准Fe_8样品和两种同位素替代样品的P值，证明了核自旋的影响。需要一个广义的朗道-齐纳跃迁速率理论。
2000-03-27 cond-mat.mes-hall
Data mining, dashboard and statistical analysis: a powerful framework for the chemical design of molecular nanomagnets
三十年来，由于对磁性离子和配位环境的明智选择，分子纳米磁体的研究已经将其磁存储器从液氦温度提高到液氮温度。不过，偶然发现和化学直觉发挥了主要作用。为了建立一个强大的框架，统计驱动的化学设计，我们收集了化学和物理数据的镧系元素为基础的纳米磁体，编目超过1400发表的实验，开发了一个交互式仪表板（SIMDAVIS）可视化的数据集，并应用推理统计分析。我们的分析表明，阿克里尼乌斯能垒的相关性出乎意料的好与磁记忆，因为奥巴赫和拉曼过程可以控制的振动耦合。事实上，只有bis-phthalocyaninato三明治和dichlorenes，与刚性配体，一贯提出磁记忆高达高温。分析磁结构的相关性，我们提供了有前途的战略改进，特别是五角双锥，即使是“软”复合物的制备受到保护，免受分子振动。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall
Quantum control of spin qubits using SOT-driven nanomagnets
Virginia Commonwealth University（弗吉尼亚联邦大学）；Indian Institute of Technology Bombay（孟买印度理工学院）；Rowan University（罗恩大学）
提出一种利用自旋轨道转矩驱动纳米磁体产生局域振荡磁场，实现高速自旋旋转而不损害量子比特相干性的方法，具有高能效、可扩展和CMOS兼容的优点。
2026-05-30 cond-mat.mes-hall
Stability of a Magnetically Levitated Nanomagnet in Vacuum: Effects of Gas and Magnetization Damping
在没有耗散的情况下，非旋转磁性纳米颗粒可以稳定地悬浮在静态磁场中，这是其磁化的自旋原点的结果。在这里，我们研究耗散对系统稳定性的影响，考虑与背景气体的相互作用和固有的吉尔伯特阻尼的磁化动力学。在大的应用磁场，我们确定吉尔伯特阻尼作为稳定悬浮的关键限制因素引起的磁化切换。在低施加的磁场和小颗粒尺寸的磁化切换是防止由于旋转和磁化动力学的强耦合，和稳定性主要是由气体引起的耗散的限制。在后一种情况下，高真空应该足以在实验相关的时间尺度上延长稳定的悬浮。我们的结果表明，实验观察量子自旋稳定的磁悬浮现象的可能性。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall
The geometric phase of Z$_n$- and T-symmetric nanomagnets as a classification toolkit
我们导出了由点群对称性和时间反演对称性的唯一组合所产生的非平凡几何相位的一般形式。该相例如在磁性吸附原子吸附在非磁性C $_n$晶体表面上时出现，其中$n$表示主轴的折叠。本征态的能量序和相关的量子数完全由这个量决定。此外，该阶段允许方便地预测任何准备状态的保护机制，从而揭示大量实验并允许分类方案。由于其鲁棒性，该几何相位对于量子计算中的大量应用也具有很大的相关性，其中高度期望具有长弛豫时间的拓扑保护状态。
2017-02-07 cond-mat.mes-hall
Modular nanomagnet design for spin qubits confined in a linear chain
本文提出一种模块化U形纳米磁体设计，用于线性链自旋量子比特的电驱动与寻址，通过微磁模拟和实验验证实现强驱动、弱退相干、低串扰及低外磁场运行。
2022-12-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nutation spectroscopy of a nanomagnet driven into deeply nonlinear ferromagnetic resonance
磁性纳米结构中的强非平衡态表现出与磁化动力学的非线性性质相关的新特性，这具有重要的基础和实际意义。在这里，我们证明了场驱动的铁磁共振可以发生在前所未有的大角度的磁化进动，这通常是防止由自旋波不稳定性和磁化湍流动力学的发病与大量的空间相干性。我们的研究结果表明，这种限制可以克服纳米磁体，其中的几何约束大大降低了自旋波模式的密度。所获得的深度非线性铁磁共振制度的基础上的应用程序的第二个激发场的一种新的光谱技术进行了探讨。这使得能够谐振地驱动围绕大角度周期性轨迹的慢相干磁化章动。我们的实验结果很好地占了单轴对称系统的分析模型。它们还提供了控制纳米结构中高度非线性磁化动力学的新手段，这在磁性纳米技术的背景下打开了有趣的应用机会。
2019-03-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Unravelling the Spin Dynamics of Molecular Nanomagnets with Four-Dimensional Inelastic Neutron Scattering
分子纳米磁体吸引了科学界的注意，因为其磁性行为背后的丰富物理学使其成为量子力学基本概念的理想试验台。复杂的实验和有针对性的研究活动也揭示了它们在若干技术应用方面的潜力。非弹性中子散射是研究这些系统性质的一种强大而广泛使用的技术。新一代谱仪配备了位置敏感探测器阵列，能够在倒易空间的大部分中有效地测量中子截面作为能量和动量转移矢量Q的三个分量的函数。利用这些能力，连同足够大的单晶样品的MNM的可用性，现在有可能获得前所未有的洞察这些分子团簇的相干自旋动力学。这是见证了几个最近的结果，我们在这次审查。通过使用基准系统Cr $_8$，它已被证明，丰富的四维非弹性中子散射技术，使动力学关联函数直接从数据中提取。该技术也被应用于典型的单分子磁体Mn $_{12}$，以明确地描述其自旋哈密顿量以及描绘（Cr $_7$ Ni）$_2$中分子量子比特之间的纠缠。
2021-01-17 cond-mat.mes-hall
Description of molecular nanomagnets by the multi-orbital Hubbard model with correlated hopping
本文用多轨道哈伯德模型对分子磁体进行了微观描述，该模型包含了相关跳跃项，即轨道间电子跳跃幅度与轨道占有率的关系.在大库仑在位相互作用的极限下，我们用微扰理论导出了自旋哈密顿量。我们用两种不同的方法确定了两个离子之间的磁耦合常数：a）从微扰计算中得到的表达式和b）从多轨道哈伯德模型对角化得到的能谱的最低能级之间的距离分析。我们使用的程序可以应用于各种纳米磁体，但我们执行的分子环$Cr_8$的最终计算。我们发现，相关跳跃可以减少离子之间的反铁磁交换，这是必要的正确描述的$Cr_8$。
2021-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Perpendicular-anisotropy artificial spin ice with spontaneous ordering: a platform for neuromorphic computing with flexible timescales
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Paul Scherrer Institute（保罗谢费尔研究所）；Ghent University（根特大学）
该研究提出了一种具有垂直磁各向异性的人工自旋冰平台，通过设计能量景观实现了室温下自发有序的二维自旋晶格，为神经形态计算提供了具有灵活时间尺度的新型计算平台。
2024-08-22 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Electrically programmable magnetic coupling in an Ising network exploiting solid-state ionic gating
通过固态离子门控电压调控磁各向异性，实现Ising纳米磁体间耦合的可逆切换，并在人工自旋冰中展示电压控制相变，构建电可编程Ising网络，为纳米磁体逻辑器件和神经形态计算开辟新途径。
2023-05-05 cond-mat.mes-hall
Landau Zener method to study quantum phase interference of Fe8 molecular nanomagnets
我们提出了详细的实验方法的基础上的朗道齐纳模型，允许测量非常小的隧道分裂$Δ$在分子团簇Fe 8。测量是用微型SQUID阵列进行的。观测到的振荡的三角洲作为沿硬各向异性轴施加的磁场的函数解释的拓扑量子干涉的两个隧道路径的相反绕组。M = -S和（S-n）之间的跃迁，其中n为偶数或奇数，揭示了奇偶性（对称性）效应，这类似于半整数自旋预测的隧穿抑制。这一观测结果是磁系统中量子自旋相位（Berry相位）拓扑部分的第一个直接证据。分子间偶极相互作用对测量的隧道分裂$Δ$的影响。
1999-12-07 cond-mat.mes-hall
External Control over Magnon-Magnon Coupling in a Two-Dimensional Array of Square Shaped Nanomagnets
本研究通过外部磁场和微波功率调控二维坡莫合金方形纳米磁体阵列中的磁子-磁子耦合，观察到反交叉行为，为可调磁子器件和量子信息处理提供新途径。
2024-11-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Chiral asymmetry detected in a 2D array of permalloy square nanomagnets using circularly polarized X ray Resonant Magnetic Scattering
研究了圆偏振X射线共振磁散射（CXRMS）对手征不对称性的敏感性。该研究是在横向尺寸为700 nm的坡莫合金（Py）正方形纳米磁体的2D阵列上进行的，该正方形纳米磁体排列在晶格参数为1000 nm的棋盘格中。先前的X射线磁性圆二色性光电子显微镜（XMCD-PEEM）图像显示，该样品在剩磁和优先在其手性状态的涡旋的形成。沿正方形对角线轴的阵列的磁滞回线指示涡旋之间的不可忽略的和各向异性的相互作用。使用沿正方形磁体的对角轴之一的圆偏振光的磁散射的强度在形成涡旋状态的场处在横向于入射平面的方向上强度变得不对称。当所施加的磁场的方向反转时，不对称符号反转。结果是在不平衡手性分布存在下的预期结果。由于电荷散射和磁散射之间的干涉，通过CXRMS观察到这种效应。
2019-09-16 cond-mat.mes-hall
Localization of a magnetic moment using a two-qubit probe
在外部磁场中进动的纳米磁体可以被视为窄带磁噪声的来源，其在经历动态解耦的附近自旋量子位的退相干中留下特征指纹。我们展示了如何通过测量两个量子比特的相干性，由量子比特对组成的噪声传感器可以用来重建纳米磁体的位置。这种噪声源的定位仅用两个量子比特探针是可能的，因为在适当设计的动态解耦序列下的相干衰减过程不仅包含关于每个量子比特所经历的噪声的信息，而且包含关于它们的互相关的信息。我们测试所提出的协议上的一个例子，两个量子位耦合到纳米磁体通过偶极相互作用的适用性。我们还展示了如何使用具有特定对称性的双量子比特传感器，即使传感器-磁体耦合定律未知，也可以定位纳米磁体。
2017-09-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Breaking the ring: $^{53}$Cr-NMR on the Cr$_{8}$Cd molecular nanomagnet
有限反铁磁（AF）自旋链的精确实验表征对于控制和操纵其磁性和量子态在自旋电子学或量子计算中的潜在应用至关重要。特别是，有限AF链预计将显示不同的磁行为，这取决于它们的长度和拓扑结构。分子AF环能够将AF链的量子磁行为与其拓扑和几何性质的非常显著的可调谐性结合起来。在这项工作中，我们测量的$^{53}$铬核磁共振谱的Cr $_{8}$镉环上的本地自旋密度的研究。Cr $_{8}$ Cd实际上可以被认为是具有偶数个自旋的有限AF开链的模型系统。NMR共振频率与理论上的局域自旋密度符合得很好，假设核心极化场AC = -12.7 T/ $μ_B$。此外，这些NMR结果证实了理论预测的非共线自旋排列沿Cr $_{8}$ Cd环，这是典型的偶数开放AF自旋链。
2021-01-18 cond-mat.mes-hall
Superconducting/magnetic three state nanodevice for memory and reading applications
我们提出了一个简单的纳米器件，可以在两种模式下操作：i）三态存储器和ii）读取设备。该纳米器件是用嵌入超导薄膜中的有序三角形纳米磁体阵列制造的。输入信号为交流电流，输出信号为直流电压。涡旋棘轮效应与纳米磁体的平面外磁各向异性相结合是支配纳米器件性能的背景物理。
2016-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Shape Anisotropy Enabled Field Free Switching of Perpendicular Nanomagnets
本研究针对垂直磁化SOT-MRAM翻转需额外外场的问题，通过设计铁磁体为三角形形状产生内场打破翻转对称性，在铂基钴纳米磁体上实现纳秒脉冲驱动的无外场确定性翻转，结果与微磁模拟一致。
2025-04-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Chiral Geometric Qubit in a Frustrated Molecular Spin Triangle
University of Nevada, Reno（内华达大学里诺分校）
本文提出理论框架研究分子量子系统中的自旋手性，通过最小三自旋模型产生手性基态，并验证了手性量子比特可抑制始终开启相互作用，为分子量子技术中的量子比特纠缠提供新策略。
2026-10-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Antiferromagnetic molecular nanomagnets with odd-numbered coupled spins
近年来，环状分子纳米磁体的研究引起了研究者的广泛关注。这些磁铁的大小是有限的，包含非常大的自旋。它们是有趣的，因为它们具有Néel矢量的宏观量子隧穿。对于具有有限个偶数耦合自旋的反铁磁分子纳米磁体，隧穿涉及由磁能垒分隔的两个经典局域Néel基态。问题是：在具有奇数个磁性离子的纳米磁体中是否可以观察到这种现象？答案并不直接明显，因为具有奇数耦合自旋的循环链是失败的，因为人们无法获得完美的Néel顺序。这些受抑自旋确实可以在实验中观察到，所以它们很有趣。在这封信中，我们从理论上研究了在沿磁体平面施加磁场的情况下，具有任意自旋$s$的奇自旋系统中的宏观量子隧穿。与偶自旋耦合系统相比，奇自旋循环系统的基态由于自旋阻挫而包含一个拓扑孤子。因此，经典基态是$2N$ -折叠简并的，因为孤子可以被放置在沿着环的任何地方，总$S_z=\pm s$。小的量子涨落使孤子离域，形成能带。我们用简并微扰理论在$2s$阶得到了这个能带。我们证明了孤子基态对于半奇数自旋是手征的，对于整数自旋是非手征的。从能带结构中我们推断，随着自旋值的增加，极化中子非弹性散射强度随哈密顿量参数的强弱而增大或减小。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Cyclic Superconducting Quantum Refrigerators Using Guided Fluxon Propagation
本文提出以第二类超导体中的磁通子为冷却剂，借助 Corbino 电流驱动和磁场梯度在跑道结构中完成绝热/等温循环，并量化 s 波与 d 波情形的制冷功率及性能系数。
2022-12-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
