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
Dirac surface states in magnonic analogs of topological crystalline insulators
我们提出了具有狄拉克表面态的拓扑晶体绝缘体的磁振子类似物的时间反演和半平移的组合对称性的保护。通过建立拓扑磁振子系统的模型，我们证明了由于狄拉克表面态的自旋-动量锁定，系统中的能流响应于电场而流动。我们还提出了一个实现的磁振子类似物的拓扑晶体绝缘体的磁性化合物CrI $_{3}$与单斜结构。
2021-09-18 cond-mat.mes-hall
Elongated Skyrmion as Spin Torque Nano-Oscillator and Magnonic Waveguide
由于自旋力矩纳米振荡器在未来微波通信技术和神经形态计算中的潜在应用，近几十年来，它在理论和实验上得到了广泛的研究。在这项工作中，我们提出了一个基于skyrmion的自旋矩纳米振荡器驱动的空间均匀的直流电，其中skyrmion是由两个钉扎位点限制。不同于其他基于skyrmion的振荡器，产生的圆周运动或呼吸模式的skyrmion，稳态振荡运动产生的周期性变形的拉长skyrmion。通过微磁学模拟，我们发现振荡频率依赖于驱动电流、阻尼常数以及钉扎位置的特性。这种对直流电的非线性响应被证明是普遍的，并且也可以出现在反回旋子、回旋子和畴壁的情况下。此外，细长的skyrmion拥有矩形状的畴壁，它也可以作为一个磁振子波导。利用自旋波在该波导中的传播，我们提出了一种逻辑门的器件设计，并演示了其性能。
2023-01-11 cond-mat.mes-hall
All-magnonic spin-transfer torque and domain wall propagation
研究了磁性纳米线中自旋波通过横向磁畴壁的输运。结果表明，自旋波通过DW时没有反射。磁振子，自旋波的量子，在DW的两侧携带相反的自旋。结果，存在从传播的磁振子到DW的自旋角动量转移。该磁振子自旋转移力矩可以有效地驱动DW在与自旋波的方向相反的方向上传播。
2011-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Chern Insulator States with Coexisting Magnonic and Electronic Topology in 2D Honeycomb Kitaev Ferromagnets
本研究提出在Kitaev磁体MnBr$_3$单层中实现磁振子与电子Chern绝缘体相共存，并通过外磁场重取向自旋实现同步调控，为多功能自旋电子器件提供新平台。
2025-10-10 cond-mat.mes-hall
Anatomy of spin wave driven magnetic texture motion via magnonic torques
自旋波与磁织构的相互作用反映了磁系统中快、慢动力学部分之间的信息交换。在这里，我们制定了一套磁转矩作用于背景的磁性纹理，通过提取的时间不变的信息，从快速旋进的自旋波。在磁振子矩框架下，我们利用理论公式和微磁学模拟研究了两种典型的自旋破缺情况下自旋波驱动的畴壁运动：由Dzyaloshinkiii-Moriya相互作用破缺的旋转对称性和由磁阻尼破缺的平移对称性.基于扭矩的微观分析提供了紧凑而定量的工具，重新解释自旋波引起的磁织构动力学，超越了传统的全球动量守恒的框架。
2022-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Conversion of electronic to magnonic spin current at heavy-metal magnetic-insulator interface
电子自旋电流可以通过在磁性绝缘体和具有强自旋-轨道耦合的金属的界面处产生或湮灭热磁振子而转换为磁振子自旋电流。到目前为止，这一现象在线性范围内得到了证实。基于非线性制度的分析和富勒烯数值结果，我们表明，在绝缘体中产生的热磁振子或磁振子自旋电流是不对称的相对于在金属中的充电电流的方向，并表现出非线性的依赖于充电电流密度，这是解释的自旋霍尔转矩和磁化阻尼的调谐效应。结果也进行了讨论，并与最近的实验指向一个新的方式的非线性操纵自旋与电气手段。
2017-01-18 cond-mat.mes-hall
Effect of magnons on the temperature dependence and anisotropy of spin-orbit torque
我们研究了磁振子对自旋轨道矩（SOT）的温度依赖性和各向异性的影响。为了这个目的，我们使用3阶微扰理论的框架中的Keldysh形式主义，以获得合适的方程来计算磁振子SOT。我们发现几个贡献的磁振子SOT，这取决于不同的自旋波刚度$\mathcal{A}$和温度$T$，与占主导地位的贡献缩放像$T^{2}/\mathcal{A}^{2}$。基于这种形式主义，我们计算的磁振子SOT在铁磁Rashba模型。对于大的Rashba参数的磁振子SOT是强烈的各向异性和小准粒子加宽它可能会变得比非磁振子SOT大。
2021-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric control of emergent magnonic spin current and dynamic multiferroicity in magnetic insulators at finite temperatures
将热能转换成磁振子自旋电流和/或有效电极化的强度有望实现新的器件功能。本文提出了一种利用空间不均匀的外部静态电场在均匀温度下产生和控制开路磁子自旋电流和有效多铁性的方法。这个领域施加到一个铁磁绝缘体的Dzyaloshinskiii-Moriya型耦合局部变化的磁振子色散和修改的密度的热激发磁振子在一个区域的规模的字段的不均匀性。由此产生的磁振子密度梯度可以看作是有效磁振子温度梯度。这种有效的热梯度与局部磁振子色散一起导致开路、电场控制的磁振子自旋电流。事实上，对于外部电场的适度变化，预测的磁振子自旋电流是由可比的外部温度梯度产生的自旋（塞贝克）电流的规模。由成熟的数值支持的分析方法证实，有限的温度和不均匀的电场对于这种新出现的非平衡现象都是必要的。该提议可以集成在磁振子和多铁性电路中，例如使用例如纳米图案化将热转换成电控纯自旋电流，而不需要在纳米尺度上产生大的热梯度。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall
Magnonic Analogue of Edelstein Effect in Antiferromagnetic Insulators
我们研究了反铁磁绝缘体中由于温度梯度引起的非平衡自旋极化，这是电子逆自旋电流效应的磁振子模拟。我们推导出共线和非共线反铁磁体的温度梯度诱导自旋极化的线性响应理论，它包括外在和内在的贡献。我们将我们的理论应用到几个非中心对称的反铁磁绝缘体，即，对于一维反铁磁自旋链，单层Kagome非共线反铁磁体，例如，$\text{KFe}_3(\text{OH})_6(\text{SO}_4)_2$和非共线呼吸烧绿石反铁磁体，例如，LiGaCr $_4$ O $_8$ .我们的数值评估的响应张量的形状同意所暗示的磁对称性。假设一个现实的温度梯度的$10 \text{K}/\text{mm}$，我们发现二维自旋密度高达$\sim 10^6\hbar/\text{cm}^2$和三维体积自旋密度高达$\sim 10^{14}\hbar/\text{cm}^3$，鼓励实验检测。
2019-09-30 cond-mat.mes-hall
Magnonic Spin-Transfer Torque in Ferromagnet/Antiferromagnet/Ferromagnet Trilayer
在具有单轴各向异性的反铁磁体（AF）中，自旋向上和自旋向下的磁振子共存，并形成类似于电子的固有自由度。当相邻的铁磁体（F）的极化，磁振子纯自旋电流可以热产生的AF。我们探讨热磁振子输运在一个绝缘的F/AF/F三层内的AF间隔内的传播磁振子可以转移角动量之间的两个Fs。我们发现，一个足够大的温度梯度可以切换下游F通过磁子自旋转移力矩，如果它最初是反平行的上游F。通过反转温度梯度可实现往复切换。使用典型的材料参数，我们估计的阈值在室温下小于1 K/nm，这可以通过提高温度和增强界面交换耦合来降低。
2018-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Lectures on spintronics and magnonics
V. Karazin Kharkiv National University（哈尔科夫国立大学）
讲义系统阐述磁子学与自旋电子学的基本理论，涵盖磁动力学、自旋电流及自旋霍尔效应等核心内容，重点介绍自旋输运扭矩与自旋泵浦效应，对比铁磁与反铁磁动力学特性。
2026-05-01 cond-mat.mes-hall
Paving Spin-Wave Fibers in Magnonic Nanocircuits Using Spin-Orbit Torque
最近的研究表明，磁性纳米结构中的畴壁可以作为紧凑、节能的自旋波波导，用于构建磁振子器件，这些磁振子器件被认为是克服当今CMOS技术的挑战和瓶颈的有希望的候选者。然而，将长条畴壁压印到磁性纳米线中仍然是一个挑战，特别是在弯曲的几何形状中。在这里，通过微磁学模拟，我们提出了一种方法写入带畴壁弯曲的磁性纳米线使用自旋轨道扭矩。我们采用Y形磁性纳米结构以及S形磁性纳米线来演示注入过程。此外，我们验证了Y形的纳米结构，纳入条带畴壁可以作为优越的自旋波多路复用器，并且可以可控地操纵沿每个管道的自旋波传播。这种基于条形畴壁的自旋波多路复用器有望成为磁振子自旋电子学中的关键信号处理器件。
2017-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnonic Quadrupole Topological Insulator in Antiskyrmion Crystals
当保护高阶拓扑相的晶体对称性在样品的边界处不被保留时，无间隙铰链模式或间隙内角态不能稳定。因此，需要仔细设计样品终止。类似地，磁性纹理，其量子波动决定了所支持的磁振子激发，倾向于松弛到新的配置，当引入边界时，也可能打破晶体对称性。在这里，我们发现，反kyrmion晶体提供了一个实验平台，实现磁振子拓扑四极绝缘体，其标志性签名是强大的磁振子角态。此外，我们表明，调整施加的磁场可以触发沿样品边缘携带分数拓扑电荷的反kyrmions的自组装。至关重要的是，这些分数反回旋子恢复了强制磁振子角态出现所需的对称性。使用嵌套的威尔逊圈，适应于磁振子系统支持的非共线磁纹理的机械，我们证明了体四极矩，边缘偶极矩，和角落的费用的量化。
2020-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Stabilization of a nonlinear bullet coexisting with a Bose-Einstein condensate in a rapidly cooled magnonic system driven by a spin-orbit torque
本文研究自旋轨道矩驱动的快速冷却磁振子系统中，发现1.0 μs长电流脉冲可在线性谱下方形成非线性局域化磁振子子弹，该子弹在脉冲终止后通过快速冷却诱导的凝聚过程与BEC共存并额外稳定30 ns，表明过剩磁振子向所有高占据态发生受激凝聚。
2021-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Magnonic momentum transfer force on domain walls confined in space
用一维连续微磁学分析方法计算了入射磁振子向布洛赫畴壁的动量转移。由于畴壁的空间限制，磁振子的色散关系不同于单畴的色散关系。色散关系的这种失配可以导致磁振子在入射到畴壁上时的反射，其直接结果是磁振子和畴壁之间的动量转移。施加在畴壁上的相应反作用力可用于通过磁子线性动量转移控制畴壁运动，类似于磁子角动量转移引起的自旋转移力矩。
2013-08-05 cond-mat.mes-hall
Temperature-Induced Magnonic Chern Insulator in Collinear Antiferromagnets
本研究发现热涨落带来的磁振子自能修正可在二维共线反铁磁体中诱导出陈绝缘相，给出了相图与转变机制，并基于MnPS3给出数值结果，提出了超越线性自旋波理论的拓扑相构建新范式。
2023-02-05 cond-mat.mes-hall
Pumping of magnons in a Dzyaloshinskii-Moriya ferromagnet
我们制定了一个微观线性响应理论的非平衡磁振子扭矩和磁振子泵适用于多磁振子带均匀铁磁体与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。从线性响应理论，我们确定了外在和内在的贡献，后者是通过Berry曲率的磁振带表示。我们观察到，在一个随时间变化的磁化Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的存在下，可以作为虚构的电场作用于磁振子。我们研究了各种电流响应这个虚构的领域，并分析了贝里曲率的作用。在确定了磁振子介导的贡献平衡Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，我们还建立了磁振子介导的扭矩和热泵之间的Onsager互惠。我们应用我们的理论在蜂窝和kagome晶格铁磁体的磁振子热泵和扭矩响应。
2018-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry Approach to Chiral Optomagnonics in Antiferromagnetic Insulators
我们讨论了反铁磁绝缘体中手征光磁效应的几个方面，考虑到电磁场和自旋激发之间的共同对称性。这种方法使我们能够从类似的角度看待光学和磁性材料，并讨论它们之间有用的类比。我们证明了共线反铁磁体中的自旋波和真空中的电磁场在相同的八维对称变换代数下是不变的。通过这种类比，我们可以将光学手征的概念扩展到反铁磁绝缘体，并证明这些材料中存在自旋电流时的自旋波动力学与手征超材料中的光相似。从对称性的角度讨论了磁振子自旋流的光激发。证明了圆偏振光可以激发直接磁振子自旋光电流，这可以看作是光电流效应的磁振子模拟。我们还注意到，Zitterbewegung过程应该出现，并可能在光激发过程中发挥作用。
2020-06-12 cond-mat.mes-hall
Voltage-Controlled Magnonic Spin Tunneling Junction
我们从理论上研究了有效的交换相互作用，$J_\mathrm{eff}$，介导的导电电子内的金属间隔，在存在的偏置电压，夹在两个铁磁绝缘体。在紧束缚模型的基础上，我们给出了$J_\mathrm{eff}$的电压和间隔层厚度的依赖关系，并证明了其可控性。我们也提出一种兼具场效电晶体与非挥发性记忆体功能的新型磁振子元件。
2019-11-28 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin torque resonance of magnetic insulators affected by field-like spin-orbit torques and out-of-plane magnetizations
从理论上研究了磁性绝缘体Y_3Fe_5O_（12）和具有自旋-轨道相互作用的普通金属Pt组成的双层膜系统中的自旋矩铁磁共振（ST-FMR）。基于漂移扩散自旋模型和量子力学边界条件，我们对所有磁化方向和类场自旋轨道矩的存在下的ST-FMR进行了建模。ST-FMR实验可以揭示双层膜中电流和磁化强度之间的自旋轨道耦合的关键信息。
2015-02-28 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian topology of one-dimensional spin-torque oscillator arrays
磁系统已经从基础物理学的角度和作为各种应用的构建块进行了广泛的研究。它们的拓扑性质，特别是那些激发，仍然相对未被探索，由于其固有的耗散性质。最近引进的非厄米拓扑分类开辟了新的机会，工程拓扑相耗散系统。在这里，我们提出了一个非厄米拓扑系统的磁振子实现。我们的建议的一个关键因素是自旋电流注入到磁系统中，这会改变甚至可以改变描述耗散的术语的符号。我们表明，一个阵列的自旋力矩振荡器的磁动力学可以映射到一个非厄米特苏-施里弗-海格尔模型表现出拓扑保护的边缘状态。使用精确对角化的线性动力学和数值解的非线性运动方程，我们发现，拓扑磁振子相位可以通过调整注入到阵列的自旋电流。在拓扑非平凡的制度，一个单一的自旋扭矩振荡器的边缘上的阵列被驱动到自动振荡，并发出微波信号，而散装振荡器保持不活动。我们的研究结果有实际效用的存储设备和自旋电子学神经网络依赖于自旋力矩振荡器作为组成单元。
2020-03-02 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium spin density and spin-orbit torque in three dimensional topological insulators - antiferromagnet heterostructure
研究了拓扑绝缘体-反铁磁体异质结构中的非平衡自旋密度和自旋轨道矩的行为。不像铁磁异质结构中的狄拉克锥是缺口由于时间反演对称性破缺，这里的狄拉克锥被保存。当输运能处于拓扑绝缘体表面能范围内时，我们证明了存在一个与阻尼转矩相对应的交错自旋密度，这对标量杂质是相当鲁棒的.我们显示的非平衡自旋密度的贡献，由于表面和散装拓扑绝缘体带。最后，我们发现拓扑绝缘体-反铁磁异质结构中的转矩具有角度依赖性，这与Rashba系统中的标准自旋轨道转矩一致，但界面耦合产生了一些额外的非线性效应.
2019-01-24 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin torque resonance of a magnetic insulator
纯自旋电流传输角动量，而没有相关的电荷流。这种独特的性质使它们对自旋电子学应用具有吸引力，例如可用于感测、数据存储、互连和逻辑的纳米器件中的扭矩诱导磁化控制。然而，到目前为止，大多数自旋转移矩的研究集中在金属铁磁体，而磁绝缘体在很大程度上被忽视，尽管优越的磁品质因数。在这里，我们报告的观察自旋力矩诱导的磁化动力学的磁性绝缘体。我们的实验表明，在双磁性绝缘体的自旋扭矩诱导的磁化动力学可以大大大于由奥斯特场产生的。这为铁、铁和反铁磁绝缘体有效集成到电子器件中开辟了新的前景。
2014-12-23 cond-mat.mes-hall
Spin-Torque Generation in Topological-Insulator-Based Heterostructures
利用拓扑绝缘体的异质结构表现出显著的自旋扭矩效率。然而，强扭矩的确切来源，特别是它是否源于拓扑表面态的自旋动量锁定，或者更确切地说，来自拓扑绝缘体的自旋霍尔物理仍然不清楚。在这里，我们探索了纯粹基于拓扑表面态的自旋扭矩产生机制。我们考虑拓扑绝缘体为基础的双层铁磁金属（TI/FM）和磁掺杂拓扑绝缘体（TI/mdTI），分别。通过将两种设置之间的关键理论差异归因于活性表面态的位置和数量，我们在拓扑表面态的非平衡自旋密度的自旋扩散的相同框架内描述了这两种设置。对于TI/FM双层，我们发现大的自旋扭矩效率大致相等的幅度为平面内和平面外的自旋扭矩。对于TI/mdTI双层，我们阐明了自旋转移类扭矩的主导地位。然而，我们无法解释数量级的增强报告。尽管如此，我们的模型给出了一个直观的图片的自旋扭矩产生的拓扑绝缘体为基础的双层，并提供了理论上的限制自旋扭矩产生由于拓扑表面状态。
2016-03-15 cond-mat.mes-hall
Spin Orbit Torque in two dimensional Antiferromagnetic Topological Insulators
研究了二维铁磁（FTI）和反铁磁（AFTI）拓扑绝缘体中的自旋输运。在存在面内磁化的情况下，AFTI支持零能量模式，这使得能够在低能量下进行拓扑保护的边缘传导。我们解决了这些结构中的电流驱动的自旋扭矩的性质，并研究自旋无关的障碍的影响。有趣的是，在强无序的自旋扭矩发展的反阻尼组件（即{ \em甚至}磁化反转后）沿边缘，这可能使电流驱动的操纵反铁磁序参量。当系统尺寸增加时，以及当系统进入平凡绝缘体状态时，该抗阻尼力矩减小。
2016-12-31 cond-mat.mes-hall
Effect of surface state hybridization on current-induced spin-orbit torque in thin topological insulator films
研究了在顶、底表面态杂化的情况下，拓扑绝缘体（TI）薄膜中的电流诱导自旋轨道矩。给出了自旋力矩与TI厚度之间的关系，并由此导出了使自旋力矩最大化的TI厚度的最佳值。我们数值计算表明，在典型的TI薄膜制成的$\mathrm{Bi_2Se_3}$，最佳的厚度约为3-5 nm。
2016-12-05 cond-mat.mes-hall
Amplifying spin waves along Néel domain wall by spin-orbit torque
自旋波在磁振子波导中的传播会受到严重的衰减，这往往导致自旋波的传播长度有限，即使在具有最低阻尼常数的磁性材料中也是如此，严重限制了磁振子器件的发展。与传统波导中的自旋波相比，自旋波沿条形畴壁传播有望表现出增强的传输特性。在这里，我们证明，理论上和通过微磁模拟，与铁磁体/重金属双层相关的自旋-轨道扭矩可以有效地控制自旋波沿Néel型条带畴壁的衰减，尽管在基态磁化配置的复杂性。施加到重金属层的电流的方向决定了这些自旋波是否被放大或进一步衰减。值得注意的是，我们的模拟显示，有效调谐这种自旋波衰减所需的有效电流密度仅为~10^10 Am-2，大约比传统自旋波导所需的电流密度小一个数量级。我们的研究结果将丰富磁振子技术的工具集。
2022-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnonic black holes
我们表明，自旋极化电流和磁化动力学之间的相互作用可以用来实现黑洞和白洞的视野磁振子-在磁铁的磁化方向的振荡量子。我们考虑三种不同的系统：易平面铁磁金属，各向同性反铁磁金属，易平面磁绝缘体。根据现有的实验数据，我们估计霍金温度可以高达1 K。我们评论自旋波散射和运输实验的磁振子视界的影响，和磁振子纠缠。
2016-10-07 cond-mat.mes-hall
Dirac Spin-Orbit Torques at the Surface of Topological Insulators
本文利用Kubo公式和Keldysh公式研究了拓扑绝缘体磁表面的自旋轨道力矩。通过分析推导出的自旋电荷方程，我们发现，所谓的狄拉克转矩具有不同的对称性相比，他们的Rashba对应，以及作为磁化方向的函数的高各向异性。特别地，当磁化位于拓扑绝缘体表面的平面中时，阻尼扭矩消失。这种特性具有重要的后果，在磁化动力学和开关，通过一个宏自旋模型数值证明。
2017-07-08 cond-mat.mes-hall
Skyrmionic spin Seebeck effect via dissipative thermomagnonic torques
从随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程出发，导出了热磁力矩及其“$β$型”耗散修正。“$β$型”耗散修正描述了磁动力学和磁振子电流之间的粘性耦合，它源于磁序的自旋错轨。我们表明，热磁扭矩是重要的描述温度梯度诱导运动的螺旋磁体中的skyrmions而耗散校正中起着至关重要的作用，在产生横向马格努斯力。我们建议检测这样的skyrmionic运动采用横向自旋Seebeck效应几何。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin torque resonance of magnetic insulators
我们制定了一个理论的交流自旋霍尔磁阻（SMR）在双层系统组成的磁性绝缘体，如钇铁石榴石（YIG）和重金属，如铂（Pt）。基于漂移扩散自旋模型和界面处的量子力学边界条件，推导出了直流电压产生的表达式，揭示了自旋力矩铁磁共振（ST-FMR）。我们预测，ST-FMR实验将揭示有价值的信息，电流感生磁化动力学的磁性绝缘体和交流自旋霍尔效应。
2014-08-20 cond-mat.mes-hall
Topological Phases in Magnonics
本文综述拓扑磁振子学的最新进展，梳理磁振子霍尔效应、Chern绝缘体与拓扑半金属等现象、证据及候选材料。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall
Magnonic Band Structure Established by Chiral Spin-Density Waves in Thin Film Ferromagnets
最近的理论研究已经证明了在铁磁纳米线中激发和维持非共线磁化状态的可能性。所产生的状态被称为自旋密度波（SDW）。SDW可以被解释为在具有易平面各向异性的系统中具有恒定流体密度和流体速度的流体动力学状态。在这里，我们考虑的非局域偶极子场所产生的有限厚度的磁性薄膜上的空间分布的SDW和相关的磁振子色散的效果。利用拉莫尔扭矩方程的流体动力学制剂，它被发现，非局部偶极子场调制流体速度。这样的调制引起磁振子能带结构，这与均匀磁化上磁振子的典型色散关系不同。微磁学模拟验证了分析结果。GHz的顺序上的带隙数值观察到依赖于SDW流体的速度和膜厚度的现实材料参数。所提出的结果表明，SDW可以找到应用程序作为可重构的磁振子晶体。
2018-12-26 cond-mat.mes-hall
Optimal field-free magnetization switching via spin-orbit torque on the surface of a topological insulator
提出一种在拓扑绝缘体表面实现无磁场磁化翻转的最优方案，解析推导出电流时间依赖性，发现类阻尼力矩趋于零时能效最佳，并设计了适用于实际系统的下啁啾旋转电流脉冲简化翻转方案。
2024-12-18 cond-mat.mes-hall
Topological magnon-photon interaction for cavity magnonics
本研究探索了铁磁体与拓扑绝缘体混合腔系统，发现拓扑表面态介导的电偶极耦合比传统磁子-光子耦合强一个数量级且符号可操控，为腔磁子学与拓扑绝缘体融合奠定基础。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnonic topological insulators in antiferromagnets
将对称性保护拓扑相的概念推广到绝缘反铁磁体（AF）中，并建立了半导体中拓扑绝缘体的玻色子对应体.利用由电场梯度引起的Aharonov-Casher效应，我们提出了一个携带螺旋磁振子的边缘态的量子自旋霍尔效应（磁振子QSHE）的磁振子模拟。我们发现，这样的上下磁振子形成相同的朗道能级和执行回旋运动的频率相同，但在相反的方向传播。绝缘AF的特征在于拓扑${\mathbb{Z}}_{2}$数由与每个螺旋磁振子边缘状态相关的陈整数组成。我们以磁振子的拓扑Hall相为中心，研究了磁振子自旋、热、能斯特和埃廷豪森效应等体磁振子效应，以及拓扑平凡和非平凡体原子荧光中螺旋磁振子输运的热磁性质，建立了磁振子的Wiedemann-Franz定律.我们表明，我们的预测是在实验范围内与目前的设备和测量技术。
2017-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Fluctuation-induced torque on a topological insulator out of thermal equilibrium
时间反演对称性破缺的拓扑绝缘体具有很强的磁电和磁光效应。虽然这些效应在平衡态或接近平衡态时已经被很好地理解，但非平衡态物理学的内容更丰富，但探索得更少。我们考虑一个拓扑绝缘体薄膜，弱耦合到一个铁磁体，与冷环境（量子电动力学真空）的热平衡。我们表明，热流的环境是强烈的圆极化，从而带走角动量和施加一个纯粹的波动驱动的扭矩上的拓扑绝缘体膜。利用Keldysh框架，我们研究了普遍的非平衡响应的TI与环境的温度差。最后，我们认为，这种效果的实验观察是触手可及的。
2018-11-14 cond-mat.mes-hall
Electrical Non-Hermitian Control of Topological Magnon Spin Transport
本研究提出通过依赖子晶格的自旋轨道力矩实现磁振子拓扑相的电学非厄米调控，可降低手性边缘磁振子阻尼、提升自旋波振幅，且放大效应对无序鲁棒，为拓扑磁振子学提供新方向。
2024-06-19 cond-mat.mes-hall
Thermally-driven spin torques in layered magnetic insulators
热驱动的自旋转移力矩最近已被报道在电绝缘铁磁体$|$正常金属异质结构。在本文中，我们提出了两个物理上不同的机制，这样的扭矩。第一个是局部效应：铁磁体中的热激活磁振子在自旋塞贝克效应的驱动下，通过相干动力学的磁振子-磁振子散射对磁化施加扭矩。第二种是非局部效应，需要额外的磁性层来提供实现热扭矩所需的对称性破缺。最简单的结构，其中诱导一个非局部的热扭矩是一个自旋阀组成的两个绝缘磁铁由一个正常的金属间隔;在那里，热通量产生一个纯自旋电流通过自旋阀，这导致一个扭矩时，层的磁化不对齐。
2015-11-12 cond-mat.mes-hall
Magnetization dynamics in magnonic structures with different geometries: interfaces, notches and waveguides
二十年前超快磁化动力学的发现导致了各种各样的实验技术来探索具有高时间分辨率的磁性材料中的现象。本文研究了自旋波包在不同磁子晶体连续磁膜界面上的宽带激发。类似于拓扑带绝缘体表面上的受保护的导电状态，这些界面表现出表面自旋波模式，该模式从晶体传播到连续膜中。传播距离取决于所施加的磁场的方向以及晶体的表面几何形状。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall
Spin-Flip Scattering Effect on the Current-Induced Spin Torque in Ferromagnet-Insulator-Ferromagnet Tunnel Junctions
我们研究了铁磁-绝缘层-铁磁隧道结中考虑自旋翻转散射的电流感生自旋转移矩。结果表明，自旋翻转散射可以诱导出额外的自旋力矩，使自旋力矩的最大值增大，并且与忽略自旋翻转散射的情况相比产生了角位移.研究了左右铁磁体分子场对自旋矩的影响。发现$τ^{Rx}/I_{e}$（$τ^{Rx}$是作用在右铁磁体上的自旋转移矩，$I_{e}$是隧穿电流）随分子场的变化而变化。在两个特定的角度，$τ^{Rx}/I_{e}$是独立的右铁磁体的分子场，导致在$τ^{Rx}/I_{e}$曲线上的两个交叉点对不同的分子场的相关取向。
2003-03-12 cond-mat.mes-hall
Electron-magnon spin conversion and magnonic spin pumping in antiferromagnet/heavy metal heterostructure
研究了有限温度下反铁磁体与重金属界面上电子自旋与磁振子自旋的交换。基本的物理机制是基于自旋扭矩与创建/湮灭的热磁振子与右手和左手极化。产生/湮灭过程强烈地依赖于电子的极化和磁振子自旋之间的相对取向。对于一个足够强的自旋转移力矩（STT），转换过程变得非线性，产生一个非零的净自旋泵浦电流的原子力显微镜，可以检测到在相邻的金属层。施加外部磁场使得可以操纵STT驱动热自旋泵浦。我们的理论结果是实验上可行的，是一个直接相关的反铁磁基自旋电子器件。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of current-driven dynamics of spin textures on a surface of topological insulators
自旋转移矩是拓扑绝缘体在自旋电子学中成功应用的重要物理量之一。在本文中，我们给出了磁拓扑绝缘体表面上自旋转移矩的解析表达式，该表达式包含了高阶动量、$k^2$项和六角翘曲的贡献。我们得到六种不同类型的自旋转移力矩，包括类场和类阻尼力矩;只有当高阶动量贡献包括在内时，它们中的四个才会出现。此外，我们还讨论了自旋转移矩驱动下拓扑绝缘体表面磁skyrmion的动力学行为。与传统金属中的Skyrmion动力学不同，我们发现动力学显著依赖于磁织构的内部结构。
2019-08-01 cond-mat.mes-hall
Highly Tunable Spin-Orbit Torque and Anisotropic Magnetoresistance in a Topological Insulator Thin Film Attached to Ferromagnetic Layer
研究了拓扑绝缘体（TI）薄膜和磁性绝缘体混合结构中的自旋-电荷转换现象。我们发现一个各向异性的逆自旋电流效应（ISGE），产生一个高度可调的自旋轨道力矩（SOT）。在准弹道极限下，我们还预测了低掺杂时的巨各向异性磁电阻效应。这些效果，没有对应的厚TI，依赖于同时存在的表面状态和面内磁化之间的杂交。ISGE和AMR都表现出对磁化强度和费米能级位置的强烈依赖性，并且可以用于纳米级的自旋电子学和基于SOI的应用。
2020-11-06 cond-mat.mes-hall
Resonance spin transfer torque in ferromagnetic/normal/ferromagnetic spin-valve structure of topological insulators
本文从理论上研究了由拓扑绝缘体（TI）构成的铁磁/普通金属/铁磁（FM/NM/FM）型自旋阀混合结构中的自旋电流和自旋转移矩的产生。我们证明了自旋转移矩的渗透到右铁磁层，并表明，与石墨烯自旋阀结，在TI的自旋转移矩是非常敏感的NM区域的化学势。作为重要的结果，通过改变NM间隔物的化学势和磁化方向，可以控制STT的所有组件。有趣的是，共振自旋电流和共振自旋转移力矩出现的能量从共振方程确定。通过增加NM间隔物的化学势，STT的幅度减小，而在$μ_N$的大化学势下，存在其中自旋电流和自旋转移矩都变为零的化学势区间。这些发现可能会为基于TI的自旋转移矩磁性随机存取存储器（STT-MRAM）器件的应用开辟新的前景。
2018-08-25 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit torque in 3D topological insulator-ferromagnet heterostructure: crossover between bulk and surface transport
利用线性响应理论研究了由铁磁体沉积在三维拓扑绝缘体上构成的异质结构中电流驱动的自旋轨道矩。我们开发了一个紧束缚模型的异质结构，采用最小的界面杂交方案，促进诱导磁交换的拓扑表面状态，以及诱导Rashba样的自旋轨道耦合的铁磁体。因此，我们的模型考虑了自旋霍尔效应从体状态连同反向自旋电流和磁电效应在界面上平等的立足点。通过改变整个能带结构的输运能，我们发现了一个从表面为主的体为主的运输制度的交叉。我们表明，自旋密度分布和自旋轨道力矩的性质在这两个制度有很大不同。我们的研究结果，这与实验观察比较有利，表明最近报道的大阻尼扭矩更可能归因于界面磁电效应，而自旋霍尔扭矩仍然很小，即使在体占主导地位的制度。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall
Spin Torque on Magnetic Textures Coupled to the Surface of a Three-Dimensional Topological Insulator
本文从理论上研究了具有空间变化磁化强度的铁磁薄层中的自旋力矩和磁化强度的动态变化。FM层沉积在拓扑绝缘体（TI）的表面上。在电子自旋沿磁化方向绝热弛豫的极限下，交换相互作用与TI的类Rashba表面织构之间的相互作用产生拓扑规范场.在规范场和外加电流的作用下，自旋力矩随电流的方向而变化。我们推导出了相应的有效各向异性场，从而修正的Landau-Lifshitz-Gilbert方程，它描述了自旋力矩和磁化动力学。此外，我们研究了典型的磁纹理，如畴壁，skyrmion，和涡旋配置的有效字段。的估计强度的有效字段是典型的FM材料的开关领域，因此可以显着影响FM层的动态。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall
Higher-order topological corner and bond-localized modes in magnonic insulators
本研究在装饰蜂窝晶格中通过kekulé畸变实现二阶拓扑磁振子绝缘体，产生拓扑角模，而反kekulé畸变导致非拓扑键局域模，揭示了磁振子高阶拓扑相的独特机制。
2024-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-transfer torque and spin-polarization in topological-insulator/ferromagnet vertical heterostructures
我们预测了一个非常规的自旋转移矩（STT）作用于N/TI/F垂直异质结构中的自由铁磁（F）层的磁化强度，它起源于三维拓扑绝缘体（TI）表面的强自旋轨道耦合（SOC），以及来自电荷电流在其从正常金属（N）流动时在传输方向上变成自旋极化的电荷电流，在TI板的大部分上。不像对称F '/I/F磁性隧道结中的常规STT（其中仅平面内STT分量在线性响应中为非零），平面内和垂直扭矩在N/TI/F结中都是相当大的，同时不需要固定的F'层作为自旋极化器，这对于自旋电子应用是有利的。使用非平衡Born-Oppenheimer处理之间的相互作用的快传导电子和慢磁化，我们推导出一个通用的Keldysh格林函数为基础的STT公式，这使得它可以分析扭矩中存在的SOC无论是在散装或在界面处的自由F层。
2012-02-29 cond-mat.mes-hall
Anomalous nonlinearity of the magnonic edge mode
磁动力学的非线性通常由单个常数$\mathcal{N}$描述，其中正值和负值分别表示磁振子的排斥和吸引。在具有易平面磁各向异性的薄磁性膜中，通常针对平面内磁化实现磁振子吸引。在足够的刺激下，例如通过施加自旋转移力矩，吸引力可以产生自定位磁孤子，例如自旋波子弹，其随着其振幅的增加而收缩。相反，对于高于某个临界角的倾斜磁化，磁振子的排斥仅允许传播模式，其在更强地泵浦时扩展。在这里，我们证明，无论是分析和使用微磁模拟，这种二分法的描述是不够的磁边缘模式，自然出现在封闭的磁系统。特别是，我们证明了这种模式的禁闭势是非线性的性质和它的贡献使$\mathcal{N}$非单调依赖于它们的振幅。作为一个突出的例子，边缘模式显示出负和正$\mathcal{N}$的压缩和扩展，但仍保持局部化。与扩展几何形状形成鲜明对比的是，即使对于面内磁化，边缘磁振子也可能被废除。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall
Non-linear antidamping spin-orbit torque originating from intra-band transport on the warped surface of a topological insulator
最近的实验观察到的三维拓扑绝缘体表面上的一个大的反阻尼自旋轨道力矩（SOT）的启发，我们调查的起源电流诱导的SOT超出线性响应理论。我们发现，一个强大的反阻尼SOT产生的带内跃迁的非线性响应，并不需要带间跃迁的情况下，在线性传输机制。翘曲和面内磁化的联合效应产生非线性抗阻尼SOT，其可以超过本征的几个数量级，这取决于翘曲参数和费米能的位置，并表现出复杂的依赖于磁化的方位角。这种非线性的SOT为最近实验中观测到的巨SOT提供了另一种解释。
2021-11-05 cond-mat.mes-hall
Domain wall motion by localized temperature gradients
在随机Landau-Lifshitz-Bloch方程的框架下研究了坡莫合金纳米带中局部高斯温度分布引起的磁畴壁运动。分离并比较了熵矩和磁子自旋转移矩对热致DW运动的不同贡献。磁振子自旋转移力矩的分析包括样品中热激发磁振子的描述。第三个驱动力，由于热诱导偶极场的发现和描述。最后，考虑到边缘粗糙度，热致DW运动的研究在现实条件下。结果给出了定量的见解不同的机制负责畴壁运动的温度梯度，并允许与实验结果进行比较。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Control of spin-orbit torques by interface engineering in topological insulator heterostructures
(Bi $_{1-x}$ Sb $_x$）$_2$ Te $_3$拓扑绝缘体（TI）由于其大的电荷-自旋转换效率和可用于操纵铁磁体（FM）的磁化的随之而来的自旋-轨道转矩（SOT）而引起越来越多的关注。然而，扭矩的起源仍然难以捉摸，而在TI/FM界面的杂化状态和强物质混合的影响基本上是未探索的。通过结合界面化学分析和自旋转移铁磁共振（ST-FMR）测量，我们证明了混合在SOTs的产生中起着关键作用。通过插入合适的普通金属间隔物，减少了材料混合，并且大大改善了界面处的TI特性，从而导致SOT性质的强烈变化。一个显着增强的类场扭矩，反对和超越奥斯特场扭矩，观察到，这可以归因于非平衡自旋密度在Rashba分裂表面带和抑制自旋记忆损失。
2020-09-17 cond-mat.mes-hall
