On the speed of domain walls in thin nanotubes: the transition from the linear to the magnonic regime
当外部磁场沿纳米管轴施加时，薄纳米管中畴壁传播的数值模拟显示了描述为从线性到磁振子状态的转变的意想不到的行为。随着所施加的磁场的增加，速度随磁场线性增长的初始状态之后是斜率的突然变化，伴随着自旋波的发射。在这项工作中，解释这种行为的畴壁的速度的解析公式是通过对薄纳米管的Landau Lifshitz Gilbert方程的渐近研究而得出的。我们发现，动态可以减少到一个一维的双曲型反应扩散方程，即阻尼双正弦戈登方程，这表明过渡到磁振制度的畴壁速度接近自旋波的速度。这个方程先前已经被发现描述弱铁磁体中的畴壁传播，其迁移率与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用常数成比例，对于坡莫合金纳米管，迁移率与纳米管半径成比例。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall
Magnonic crystals for data processing
磁振子-自旋波的量子-在磁性材料中以纳米级的波长传播，并以角动量的形式携带信息，可以用作下一代纳米级低损耗信息处理系统中的数据载体。在这方面，具有在空间中周期性变化的特性的人造磁性材料，称为磁振子晶体，特别有希望用于控制和操纵磁振子电流。在这篇文章中，不同的方法实现静态，可重构，动态磁振子晶体，以及各种新的波现象发现在这些晶体。特别注意的是专门利用磁振子晶体处理模拟和数字信息。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall
Interface modes in planar one-dimensional magnonic crystals
本文提出了平面磁振子晶体中自旋波的Zak相的概念，讨论了中心对称磁振子晶体中界面模存在的条件。利用对称性判据和计算出的布洛赫函数的对数导数，我们研究了界面模式，以证明体边缘对应。我们的理论结果进行了数值验证的交换和交换偶极制度的结构，并扩展到的情况下，其中一个磁振子晶体具有任意的晶胞。此外，我们表明，通过移动的单元格的界面模式可以导致穿越的带隙边缘。
2022-07-03 cond-mat.mes-hall
Magnonic crystals - prospective structures for shaping spin waves in nanoscale
本文从理论上研究了一维、二维和三维周期性磁振子晶体中自旋波的能带结构。我们用平面波法、频域有限元法和时域微磁模拟方法求解Landau-Lifshitz方程，得到自旋波的动力学和本征模谱。在线性近似下计算了自旋波谱。在本文中，我们显示这些方法在计算各种类型的自旋波的有用性。本文研究了一维磁振子晶体中Damon-Eshbach自旋波的表面特性及其表面局域化随第一布里渊区带数和波数的变化。自旋波激发的表面性质通过用导体覆盖磁振子晶体的板被进一步利用。二维磁振子晶体中的能带结构由于退磁场引入的附加空间不均匀性而变得复杂。这改变了自旋波色散，使得磁振子晶体的能带结构强烈依赖于夹杂物的形状和晶格类型。内部磁场的不均匀性对于晶格常数小的磁振子晶体变得不重要，其中交换相互作用占主导地位。对于具有小晶格常数的三维磁振子晶体，我们发现了宽的磁振子带隙，并指出可以探索不同材料在磁振子晶体中的空间分布，以实现自旋波的定制有效阻尼。
2017-03-11 cond-mat.mes-hall
A spin-wave logic gate based on a width-modulated dynamic magnonic crystal
实现了一种基于宽度调制动态磁振子晶体的电流控制自旋波逻辑门。该器件利用了由单晶钇铁石榴石薄膜和两条连接到薄膜表面的导线制成的自旋波波导。向导线施加电流提供了用于动态控制波导的有效几何形状的手段，并且导致对磁振子带隙的抑制。磁振子晶体作为一个与逻辑门的性能被证明。
2015-01-16 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
Curvature induced magnonic crystal in nanowires
在具有周期性形变形状的铁磁纳米线中实现了一种新型磁振子晶体--曲率诱导磁振子晶体。这种晶体的磁振子能带结构完全由其曲率决定：模拟结果很好地证实了所发展的理论。提出了一种几何参数可调的纳米自旋电子器件的应用，即滤波器元件。
2019-09-15 cond-mat.mes-hall
Antiferromagnetic Magnonic Crystals
描述了基于反铁磁元素的磁振子晶体的特性。我们的主要结果是，与周期性调制的磁场或系统特性，如各向异性，它是可能的定制的自旋波谱的反铁磁系统成带状组织，显示隔离的允许和禁止带。能带结构的主要特征，如带宽和带隙，可以很容易地操纵。我们的结果提供了一个自然的联系两个稳定增长的自旋电子学领域：反铁磁自旋电子学和磁振子。
2015-08-19 cond-mat.mes-hall
Collective dynamical skyrmions excitations in magnonic crystal
本文从理论上研究了Skyrmion磁振子晶体，在Skyrmion磁配置中的铁磁纳米点链中的磁化动力学。我们表明，集体激发是可能被观察到的结构。给出了耦合Skyrmions的色散关系。它表现出依赖于波矢的周期性，这是磁振子晶体中能带结构的特征。与磁振子带相关的磁化强度振幅的空间分析证实了激发模式的类型，呼吸和顺时针回旋动力学skyrmions。这些高频和低频激发分别以负群速度和正群速度传播，可以用于研究自旋电子学和磁振子学中的基本性质和技术应用。
2015-02-27 cond-mat.mes-hall
Magnonics along the wall in Bimeron Chain Domain Walls
本研究提出二维系统中的bimeron链畴壁可承载拓扑磁振子及受保护边缘态，并通过解析计算与微磁模拟证实其抗无序鲁棒性，为纳米磁振子信息器件提供新思路。
2024-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generation of spin wave packets by reconfigurable magnonic heterojunctions
本文通过数值模拟研究纳米磁振子晶体带隙的磁场可调性，利用对不同区域施加磁场构建磁振子异质结，在线性与非线性区域分别实现幅度调制和频率梳，为纳米磁振子晶体的实验实现提供新途径。
2025-01-02 cond-mat.mes-hall
Thermally induced magnonic spin current, thermomagnonic torques and domain wall dynamics in the presence of Dzyaloshinskii-Moriya interaction
从理论上研究了磁绝缘体中热激活畴壁的运动，着重讨论了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和热磁力矩的作用。热辅助DW运动是由于所施加的热偏置的磁振子自旋电流的结果。除了交换磁振子自旋流和交换绝热自旋转移矩以及熵自旋转移矩外，我们还考虑了DMI诱导的磁振子自旋流、热磁振子类场矩和熵自旋转移矩。数值计算支持分析估计。我们发现，纳米线的尺寸和几何形状的DW上有很大的影响，并且DW变得定向平行于纳米带的长轴。增加温度可使DW平滑。此外，热致磁振子电流在DW上产生扭矩，这是DW运动的原因。从我们的分析可以看出，对于一个足够大的磁势，DMI引起的类场转矩的影响要比磁势和交换熵转矩的影响强得多。通过操纵阻尼常数的强度，可以控制DW运动的速度，并且DW运动的方向也可以被切换。我们还发现，交换磁振子不仅对总磁振子电流有贡献，而且对交换磁振子自旋电流有修正作用，这种修正作用依赖于稳态磁化方向.所观察到的现象可用于自旋热电子器件，例如基于自旋热电子器件的热二极管。通过切换磁化方向，可以整流总的磁子自旋电流。
2016-08-22 cond-mat.mes-hall
Voltage-Controlled Reconfigurable Magnonic Crystal at the Submicron Scale
多铁性提供了一种优雅的手段来实现电压控制和在基于铁磁材料的微观纳米级系统中的动态重构。这些性质在磁振子领域特别有趣，在磁振子领域，自旋波被用来执行高级逻辑或模拟功能。近年来，纳米磁振子{ \color{black}}的出现有望最终导致磁振子器件的大规模集成。然而，一个紧凑的电压控制，按需可重新配置的磁振子系统尚未显示。在这里，我们介绍了在一个完全外延异质结构的多铁性与铁磁体的组合，以实现这样的电压控制和可重构的磁振子系统。在具有$500\,\mathrm{nm}$周期性的薄多铁性$\mathrm{BiFeO_3}$中压印剩余电极化产生微米级铁磁$\mathrm{La_{2/3}Sr_{1/3}MnO_3}$磁振子波导中的有效磁场的调制。我们证明了磁电耦合的自旋波传播光谱的特征，在这个人工的，电压诱导，磁振子晶体和演示发生一个强大的磁振子带隙与$>20 \,\mathrm{dB}$拒绝。
2021-05-16 cond-mat.mes-hall
Spin-wave dynamics in Permalloy/Cobalt magnonic crystals in the presence of a non-magnetic spacer
本文从理论上研究了在二维双组分磁振子晶体中，铁磁点和铁磁基体之间的非磁性间隔层对自旋波激发频散的影响。通过动力学矩阵方法，我们研究了在坡莫合金矩阵中的钴或坡莫合金点的正方形阵列所代表的厚度不均匀的结构。我们发现，引入一个非磁性间隔显着修改的总内部磁场，特别是在边缘的凹槽和点。这允许操纵自旋波的磁振子能带结构，自旋波定位在点的边缘处或凹槽边缘处的基质材料中。根据微磁学模拟结果，发现了两种端模，端模的局域化区域对相应的频率有显著的影响。我们还表明，与使用一个单一的铁磁材料，它是可能的设计一个磁振子晶体保留性能的双组分磁振子晶体和磁振子反点晶格。最后讨论了非磁性间隔层对群速度和磁振子带宽等技术相关参数的影响。
2017-03-11 cond-mat.mes-hall
Influence of the Dzyaloshinskii-Moriya interaction on the FMR spectrum of magnonic crystals and confined structures
研究了表面诱导Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用对厚度调制的一维磁振子晶体和孤立条纹的铁磁共振谱的影响。研究发现，吸收峰的强度显著增加，横向量子化模式的频率发生偏移。通过分析用频域和时域计算方法计算的动态磁激励的幅度和相位分布来确定阻尼器的作用。我们提出了实验上可实现的磁振子晶体和具有多个FMR吸收峰的受限结构。利用FMR谱线之间的频率或磁场间隔，提出了一种估计磁感应强度的方法。
2017-03-13 cond-mat.mes-hall
A micro-structured ion-implanted magnonic crystal
研究了自旋波在局域离子注入微结构磁晶体波导中的传播。辐射引起沿波导的饱和磁化强度的周期性变化。因此，自旋波透射谱呈现出一组频带，其中自旋波传播被抑制。一个微弱的修改的饱和磁化强度的7%是足以减少的自旋波传输的带隙的一个因素的10。这些结果证明了局域离子注入用于制造有效的微米和纳米尺寸的磁振子自旋电子学应用的磁振子晶体的适用性。
2013-04-26 cond-mat.mes-hall
Non-uniform spin wave softening in 2D magnonic crystals as a tool for opening omnidirectional magnonic band gaps
本文用平面波方法研究了由含钴的坡莫合金薄膜构成的二维压缩六方晶格双组分磁振子晶体中的自旋波动力学。我们探讨了自旋波频率对外部磁场的依赖关系，特别是在弱场模式软化发生。对于所考虑的结构，模式软化被证明是高度不均匀的模式数和波矢量。我们发现这种效应是负责的全向带隙开放。此外，我们表明，由结构的压缩引起的退磁场的增强是至关重要的非均匀模式软化。这使得我们可以利用这种机制来设计对外场的微小变化具有不同灵敏度的磁隙。我们所发现的效应应该是有用的自旋波滤波器的设计和优化高度可调谐的一个小的外部磁场。
2019-05-06 cond-mat.mes-hall
Magnetodynamic properties of dipole-coupled 1D magnonic crystals
磁振子晶体是一种磁性超材料，通过控制图案化结构的几何形状来操纵磁动力学性质，提供了一种很有前途的方法。在这里，我们研究的一维磁振子晶体组成的平行NiFe带不同的带宽度和间距的磁动力学性质。条带通过偶极-偶极相互作用耦合。作为替代实验和/或微磁模拟，我们调查一个简单的宏观自旋模型的准确性。对于简单的条带的情况下，一个模型与一个单一的自由参数来解释高估的平面退磁的磁振晶格。通过调整该参数，获得了与实验以及微磁学结果的良好拟合。此外，吉尔伯特阻尼被发现独立的晶格常数，但非均匀线宽展宽发现增加，减少条纹分离。
2021-08-04 cond-mat.mes-hall
Nano-patterned magnonic crystals based on ultrathin YIG films
我们展示了一个微观磁晶体波导产生的纳米图案的20 nm厚的钇铁石榴石薄膜。利用相位分辨微聚焦布里渊光散射光谱，我们绘制了在这种周期性磁结构中传播的自旋波的强度和相位。基于这些映射，我们得到的色散和自旋波的衰减特性提供详细的信息，自旋波在磁振子晶体中的传播的物理。我们表明，在简化的物理图片相比，自旋波的最大衰减实现接近边缘的磁振子带隙，这是与非平凡的反射特性的自旋波在非均匀的场电位。
2017-05-05 cond-mat.mes-hall
Spin torque driven mode hybridization and band engineering in nanopatterned magnonic crystals
National Institute of Technology Calicut（卡利卡特国家技术学院）
该研究通过在Permalloy/重金属双组分磁子晶体中展示可调的模式耦合和带杂化，利用平面波方法和线性化的Landau Lifshitz方程，展示了自旋电流诱导的自旋扭矩如何产生磁波频率的周期性调制，从而实现动态控制磁波色散，并通过观察局部化与传播Damon Eshbach模式之间的避避交点，实现了可调的杂化间隙、带变形和增强的模式混合。
2026-05-21 cond-mat.mes-hall
Spin waves in thin films and magnonic crystals with Dzyaloshinskii-Moriya interactions
综述了超薄铁磁薄膜和手征磁振子晶体中的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用对自旋波行为的影响。在过去的十年中，它已被证明，无论是理论和实验，这种各向异性交换相互作用产生非互易功能的自旋波谱的磁系统，这种现象发生在体和界面Dzyaloshinskiii-Moriya耦合。最近，引入了手性磁振子晶体的概念，其中界面的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用是周期性的。这种周期性的影响包括额外的功能，如平带，间接的差距，和一个不寻常的自旋波演化。
2019-06-05 cond-mat.mes-hall
Magnonic bending, phase shifting and interferometry in a 2D reconfigurable nanodisk crystal
强相互作用的纳米磁系统是下一代技术的关键，包括可重构磁子和神经形态计算。控制磁化状态和相邻纳米元件之间的局部耦合允许大量的可重新配置功能和许多相关功能。然而，现有的设计通常遭受无法定制元件间耦合后制造和纳米元件限制到一对伊辛类磁化状态。在这里，我们提出了一类新的可重构磁振子晶体纳入纳米盘作为功能元件。磁性纳米盘在宏观自旋和涡旋状态下是至关重要的，允许元件间的耦合被选择性地激活（宏观自旋）或去激活（涡旋）。通过微态工程，我们利用不同的耦合行为和磁能带结构的nanodisks实现可重新编程的磁波导，弯曲，门控和相移整个2D网络。基于纳米盘的磁振子波为基础的计算的潜力证明通过一个全磁振子干涉仪展示XNOR逻辑功能。局部微观状态控制在这里实现通过拓扑磁写入使用磁力显微镜尖端。
2021-01-20 cond-mat.mes-hall
Tunable magnonic crystal in a hybrid superconductor--ferrimagnet nanostructure
本研究提出一种可调谐磁振子系统新方案，通过超导条带的周期性杂散场在均匀磁层中诱导磁振子晶体，可借助小外场、调控超导条带参数调节自旋波谱，半解析结果经有限元法验证，为磁振子器件调控提供新途径。
2024-11-01 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
Current-Controlled Nanomagnetic Writing for Reconfigurable Magnonic Crystals
强相互作用的纳米磁性阵列在不断增长的技术套件中至关重要。这些阵列跨越神经形态计算、对超导涡旋的控制和可重新配置的磁振子，其实用性和吸引力在于它们广泛的不同、稳定的磁化状态。不同的状态表现出不同的功能行为，使得精确的、可重构的状态控制成为此类系统的重要基石。然而，很少有现有的方法可以反转任意的阵列元件，甚至更少的方法可以在电气控制下这样做，这对器件集成至关重要。我们展示了通过电流驱动相邻纳米线中的横向畴壁运动的铁磁纳米岛的选择性，可重构的磁性反转。反转技术在全电控制下操作，不依赖于外部磁场，使其非常适合于跨磁振子、自旋电子和神经形态逻辑架构的主机的器件集成。在这里，利用反转技术来实现两个完全固态的可重构的磁振子晶体，提供磁振子门控、滤波、晶体管式开关和峰移，而不依赖于全局磁场。
2020-04-30 cond-mat.mes-hall
Sensing magnetic nanoparticles using nano-confined ferromagnetic resonances in a magnonic crystal
我们证明了使用的磁场依赖性的高度空间限制，GHz频率的铁磁共振在铁磁纳米结构的检测吸附的磁性纳米粒子。这是在大面积磁振子晶体中实现的，该磁振子晶体由包含紧密间隔的纳米级反点的周期性阵列的薄铁磁膜组成。来自反点内的纳米颗粒的杂散场修改周围磁振子晶体中的共振动态磁化模式，产生容易测量的共振峰位移。的位移是可比的高反点填充分数的共振线宽，其符号和幅度取决于模式的本地化（与微磁模拟结果一致）。这对于开发用于高速纳米尺度生物传感的基于频率的纳米颗粒检测器是非常令人鼓舞的结果。
2015-01-06 cond-mat.mes-hall
Voltage-Controlled Nano-Scale Reconfigurable Magnonic Crystal
利用压控垂直磁各向异性（PMA）在铁磁-介电异质结构中设计了一种纳米级可重构磁振子晶体。栅极金属条纹的周期性阵列放置在顶部的MgO/Co结构，以施加周期性的电场和修改PMA在Co。它的数值表明，施加的电压的栅极条纹修改自旋波传播，并导致形成带隙的自旋波谱。带隙是动态可控的，即可以在几纳秒内打开和关闭带隙。带隙的宽度和中心频率由所施加的电压限定。最后，它示出的电压的应用程序选择，而不是所有的栅极条纹允许一个预定义的修改的带隙谱。该压控可重构磁振子晶体为低功耗磁振子应用开辟了一条新的途径。
2016-07-27 cond-mat.mes-hall
Bias-free spin-wave phase shifter for magnonic logic
提出了一种无外加偏置磁场的磁振子移相器的设计。该移相器采用局域集体自旋波模式沿畴壁“波导”传播的偶极耦合磁点阵列中存在的棋盘反铁磁（CAFM）基态。数值结果表明，在不显著改变模幅值的情况下，邻近畴壁波导的单个磁点的再磁化在传播的自旋波模中引入了可控的相移。它还表明，一个逻辑异或门可以在同一系统中实现。
2016-04-25 cond-mat.mes-hall
Influence of nonmagnetic dielectric spacers on the spin wave response of one-dimensional planar magnonic crystals
一维平面磁振子晶体通常被制造成由非磁性间隔物有意或无意地分开的一系列条带。间隔物对形成自旋波谱的影响是复杂的，并且仍然没有完全澄清。我们进行了详细的数值研究的一维单组分和双组分的磁振子晶体组成的周期性阵列的薄铁磁条分隔的非磁性间隔。我们发现，由非磁性间隔物介导的条纹之间的动态偶极相互作用，即使是超窄的，也会显着提高铁磁共振的频率，同时降低自旋波群速度，这表现为磁振子带的平坦化。我们将这些变化归因于偶极钉扎和形状各向异性的修改都依赖于间隔物的宽度和条纹的厚度，以及由于不均匀的自旋波振幅形成的动态磁体电荷。
2019-12-06 cond-mat.mes-hall
Goos-Hänchen effect in light transmission through biperiodic photonic-magnonic crystals
我们提出了古斯-汉兴效应的理论研究，即，通过一维双周期多层光子系统传输的光束的横向偏移，该系统由有限尺寸的介质光子晶体分隔的等距离磁性层组成。结果表明，随着光子-磁振子结构周期数的增加，光子带隙内缺陷模频率附近的Goos-Hänchen位移增加.磁性层中线性磁电耦合的存在可以导致交叉极化对古斯-汉欣位移的贡献的正最大值消失。
2018-11-24 cond-mat.mes-hall
From the spin eigenmodes of isolated Néel skyrmions to the magnonic bands of a skyrmionic crystal: a micromagnetic study as a function of the strength of both the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya and the exchange constants
界面间的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinskii-Moriya interaction）可能导致铁磁薄膜中出现Néel skyrmion。这些拓扑保护结构，其直径小至几纳米，现在可以在室温下稳定，并已被提出用于实现人工磁振子晶体和新的自旋电子器件，如赛道存储器。从这个角度来看，分析它们在GHz范围内（即在当前通信设备的操作范围内）的动态特性是至关重要的。在这里，我们利用软件MuMax 3计算Néel skyrmions在1和30 GHz之间的范围内的动力学，首先考虑孤立skyrmions的本征模，然后考虑两个相互作用skyrmions的情况，最后考虑线性链，代表一维磁振子晶体，其磁振子能带结构已被计算为π-和交换常数的强度的函数，即D和A。磁振子带可以解释为来自孤立的Skyrmions的本征模，即使在特定的D和A值范围内发生杂交和反交叉现象。因此，改变后者的参数，例如通过适当选择材料和厚度，可以使人们能够微调相应的磁振子晶体的允许和禁止频率间隔。
2021-12-10 cond-mat.mes-hall
Magnonic Band Structure, Complete Bandgap and Collective Spin Wave Excitation in Nanoscale Two--Dimensional Magnonic Crystals
我们提出了一个完整的带隙和集体自旋波激发在二维磁振子晶体的纳米级antidot和nanodot阵列组成的观察，分别。考虑到这里处理的频率落在微波波段，这些发现可以用于合适的磁振子超材料和自旋波为基础的信号处理的发展。我们还提出了一个数值方法的应用，计算自旋波的色散关系的任何高对称方向的第一布里渊区。从这一过程中得到的结果已被复制和验证，以及建立平面波方法的反点晶格，当磁化动力学在反点边界被钉扎。基于微磁学模拟的方法也可以用来获得自旋波的等频轮廓。Iso--频率轮廓类似于费米表面，因此，它们有可能使我们对自旋波动力学的理解更加激进。通过绘制自旋波能谱密度的空间分布，解释了能带、部分和完全磁振子带隙的物理起源。虽然，不受严格的假设和近似，这折磨大多数分析方法用于研究自旋波动力学，微磁模拟往往是计算要求。因此，在纳米点阵列的情况下，集体自旋波激发的观察也可以证明是有价值的，这可以避免执行模拟的需要。
2013-12-11 cond-mat.mes-hall
Robust Edge States from Band Topology in a Damped One-dimensional Magnonic Crystal
研究一维阻尼磁振子晶体，证明即使阻尼远超相邻能带能隙，Zak 相仍保持且边缘态在微波透射模拟中可见，从而揭示拓扑性质与体-边对应更强的鲁棒性。
2024-12-03 cond-mat.mes-hall
Topological chiral magnonic edge mode in a magnonic crystal
拓扑相在物理学的各个领域都有广泛的应用，如自旋电子学、光子学、液氦、关联电子系统和冷原子系统。这导致了拓扑能带绝缘体、拓扑光子晶体和拓扑超导体/超流体等新兴材料的出现。在本文中，我们提出了一种拓扑磁振子晶体，它提供了受保护的手征边缘模式的静磁自旋波。基于线性化的Landau-Lifshitz方程，我们证明了具有偶极相互作用的磁振子晶体获得非零Chern整数的自旋波体模带。我们认为，这样的磁振子系统伴随着相同的整数数目的手征自旋波边缘模式的带隙内的体积模式带。在这些边缘模式中，自旋波以单向方式传播而不会向后散射，这实现了新颖的容错自旋电子器件。
2013-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Geometric magnonics with chiral magnetic domain walls
自旋波是磁序的集体激发，是磁系统中最基本的角动量载流子之一。理解自旋波在磁性织构中的传播是发展纯磁信息处理方案的核心。在这里，我们表明，自旋波传播通过手征畴壁遵循简单的几何轨迹，类似于几何光学。在垂直磁化和切向磁化的情况下，薄膜的几何行为有着本质的不同。我们确定了自旋波在铁磁畴壁上的横向位移、折射和全反射。此外，这些几何散射现象在反铁磁体中变得与极化相关，表明反铁磁畴壁内出现了自旋波双折射。
2020-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Faraday effect in bi-periodic photonic-magnonic crystals
本文从理论上研究了由周期性分布的磁性层和介质层组成的一维多层磁光子系统在光传输过程中的偏振面旋转-法拉第效应。计算了由磁性层和介质层（或介质光子晶体的一部分）组成的光子-磁振子晶体的法拉第旋转谱。我们发现p偏振入射光的法拉第旋转在透射带内随磁性超胞数目的增加而增加。法拉第旋转的增加也观察到在附近的带隙模式本地化的磁性层，但最大的偏振平面旋转角达到最小的透射率。我们表明，在磁性层中的线性磁电相互作用的存在下，导致显着增加的s偏振入射光的法拉第旋转角附近的精细结构的模式内的光子带隙。
2018-11-24 cond-mat.mes-hall
Spin wave surface states in one-dimensional planar magnonic crystals
我们研究了一维平面双组分磁振子晶体中周期结构破碎后的表面自旋波态。考虑了两种系统：在交换区各向异性场周期性变化的磁振子晶体和在偶极区包含交换相互作用的Fe和Ni条带组成的磁振子晶体。我们为这两个系统选择了对称单胞来实现表面态存在的对称性相关标准。我们还研究了磁振子晶体的表面积的扰动的存在下引起的表面状态。我们证明了具有调制各向异性的系统是电子晶体的直接模拟。因此，两个系统中的表面态具有相同的性质。对于存在于磁振子晶体中的偶极区的表面态，我们证明了自旋波与电子晶体保持着明显的差异，这是由于长程动态偶极相互作用。我们发现，由表面各向异性或偶极效应引起的磁化钉扎强度的调节对于磁振子晶体中表面态的存在至关重要。
2016-10-13 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Reconfigurable spin-wave platform based on interplay between nanodots and waveguide in hybrid magnonic crystal
提出由纳米点链与坡莫合金波导耦合构成的混合磁子晶体，通过研究单畴态与斯格明子态下的复杂自旋波谱，揭示了其可重构潜力及在磁子学和神经网络中的应用前景。
2024-10-16 cond-mat.mes-hall
Wave modes of collective vortex gyration in dipolar-coupled-dot-array magnonic crystals
晶格振动模式是原子或分子的周期性阵列中的集体激发。这些模式决定了固体晶体中新颖的输运性质。类似地，在磁涡旋状态盘的周期性排列中，已经预测了集体涡旋运动。在这里，我们用时间分辨扫描透射X射线显微镜在实验上观察了一维（1D）周期盘链中集体涡旋旋转的波模。基于微磁学模拟和耦合Thiele方程的数值计算解释了观测到的模式。的模式的色散被发现是强烈的涡偏振和手征订购的影响，所揭示的明确的解析形式的一维无限链。一个彻底的理解是根本的晶格振动和涡旋动力学，我们证明了一维磁振子晶体。这种具有涡旋状态排序的磁盘阵列，称为磁元结构，提供了到信息处理设备中的潜在实现。
2013-03-18 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
Magnonic Crystal Theory of the Spin-Wave Frequency Gap in Low-Doped $La_{1-x}Ca_{x}MnO_{3}$ Manganites
发展了一种三维（3D）假想磁振子晶体（被认为是众所周知的光子晶体的磁性对应物）理论，并应用于解释最近通过中子散射在低掺杂锰氧化物$La_{1-x}Ca_{x}MnO_{3}$中揭示的自旋波频率间隙的存在。一个成功的对抗实验结果，使我们能够制定一个工作假设，某些锰氧化物可以被视为三维磁振子晶体存在于自然界中。
2005-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Overcoming damping in spin wave propagation: A continuous excitation approach to determine time-dependent dispersion diagrams in 2D magnonic crystals
我们提出了另一种确定磁振子结构中自旋波色散关系的微磁学方法。该方法的特点是系统的有限区域被连续地激励，具有在给定频率下调谐的空间均匀的振荡场。在短暂的时间之后，收集状态磁化动力学，并且对其进行空间傅立叶分析以确定频率与波矢量的关系。结合几个模拟在任何预定的频率范围内，在任何分辨率下，我们调查的色散关系不同种类的磁振子晶体：一个点阵列，antidot阵列，和双组分膜。特别是与传统的脉冲激励方法相比，该技术具有许多优点。首先，激发功率集中在单一频率，允许相应的自旋波以非常低的衰减传播，从而导致更高的k空间分辨率。其次，该模型允许包括非常大的波矢量分量，必要的描述准连续系统中的非量子化自旋波的高频响应。最后，我们解决了一些可能的实验机会，在大距离的激发/检测技术和观察的奇/偶对称性的自旋波使用布里渊光散射。
2014-03-11 cond-mat.mes-hall
Magnonic radar for dynamic domain walls in synthetic antiferromagnets
本研究针对合成反铁磁体中动态畴壁的检测问题，提出利用自旋波的平移与角度多普勒效应协同的磁振子雷达方案，可非侵入或侵入式检测畴壁速度与状态演化，为磁激发研究提供新范式。
2025-09-02 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
Spin-Wave Modes in Transition from a Thin Film to a Full Magnonic Crystal
研究了从平坦薄膜到"全"（一维）磁振子晶体的渐变过程中的自旋波模。为此目的，预图案化的36.8 nm薄坡莫合金膜的表面被顺序地离子研磨，从而产生具有增加的调制深度的磁振子混合结构，称为表面调制磁振子晶体。在每个蚀刻步骤之后，进行铁磁共振测量，从而产生后向体积和Damon-Eshbach几何结构中的自旋波共振模式。这些混合系统的自旋波光谱揭示了一个更大的各种自旋波状态相比，“全”磁振子晶体。为了研究自旋波模式分布的变化特性，用准解析理论和微磁学模拟证实了测量结果。在后向体积几何形状中，观察到从膜极限中的均匀模式到磁振子晶体的薄部分中的基模的逐渐过渡。等效地，第一和第二薄膜模式被转换为磁振子晶体厚部的中心和边缘模式。从$n^{\mathrm{th}}$薄膜模式的$m^{\mathrm{th}}$模式的"全"磁振子晶体的简单过渡规则制定解开复杂的模式结构，特别是在向后体积几何。在Damon-Eshbach几何中进行了类似的分析。
2018-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of band narrowing and mode conversion in two-dimensional binary magnonic crystal
我们介绍了一种新型的二元磁振子晶体，其中两种不同尺寸的Ni $_{80}$ Fe $_{20}$纳米点对角连接形成一个单元，并且这些单元排列在正方形晶格中。利用时间分辨磁光克尔效应显微镜测量了样品的磁化动力学，改变了偏置磁场的大小和面内取向（$ϕ$）。有趣的是，在$ϕ=0^{\circ}$中，自旋波模式分布显示出阵列内自旋波功率的频率选择性空间定位。随着$ϕ$在$0^{\circ}<ϕ\leq 45^{\circ}$范围内的变化，我们观察到由于局域到扩展自旋波模式转换而导致的能带变窄。在进一步增加$ϕ$时，自旋波模式慢慢失去扩展性质，并在90 $^{\circ}$再次完全局域化。我们已经广泛地证明了静磁杂散场分布的旋转对称性获得的自旋波模式的作用。从微磁学模拟，我们发现，纳米点之间的偶极交换耦合导致显着修改的自旋波模式配置文件相比，个别的小和大的点的阵列。数值计算表明，纳米点之间的物理连接提供了更多的控制点，在不同的偏置磁场取向的自旋波在晶格中的传播。这种新型的二元磁振子晶体在磁振子器件如自旋波波导、滤波器、耦合器和其它片上微波通信器件中有潜在的应用。
2019-01-27 cond-mat.mes-hall
Impact of the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction on the band structure of one-dimensional artificial magnonic crystals: a micromagnetic study
本文采用微磁学方法系统研究了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用对两种一维磁振子晶体（MC）的自旋波能带结构的影响，这两种MC都具有相同的周期p=300 nm，但采用不同的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用调制.在第一个系统中，人工周期性是通过调制界面的介电常数D来实现的，而在第二个系统中，样品的形态也被调制。由于磁振子晶体的色散关系中的能带结构的折叠特性，通过测量高阶人工布里渊区中的折叠模式的频率分裂，可以将布里渊光散射的灵敏度扩展到弱的布里渊强度（D在0至0.5 mJ/m2的范围内），因为分裂几乎随能带指数线性增加。对于相对较大的ε值（D在1.0至2.0 mJ/m2的范围内），自旋波色散关系呈现正波矢的平坦模式，由其幅度取决于D值的禁频间隙分隔。这些频率间隙对于具有形态调制的样品更明显。这些模式在两个MC的非互易性，局部化，空间分布进行了讨论，参考自旋波在普通的薄膜和隔离的条纹相同的厚度。
2021-12-10 cond-mat.mes-hall
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
Propagation of Spin Waves in Doubly Periodic Magnonic Crystals
本文通过刻蚀交替间距的 YIG 薄膜条构建双周期一维磁振子晶体，结合实验与模拟揭示第三、第六带隙因同时满足多重 Bragg 条件而增强。
2025-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Driving magnetization dynamics in an on-demand magnonic crystal by magneto-elastic interaction
利用超快激光脉冲的空间光干涉，我们在均匀磁化的薄膜的磁化分布中产生横向调制，其磁激发光谱通过与弹性波的相干和共振相互作用来监测。我们发现一个不寻常的依赖性的磁弹性耦合作为外部施加的磁场是角度和磁场调谐相对于磁化调制的波矢量，这可以解释的空间不均匀的自旋波模式的出现。在这方面，空间光干涉方法可以被看作是用户可配置的、时间窗口化的、按需的磁振子晶体，可能具有任意二维形状，其允许控制和选择性地控制自旋波的空间分布。使用各种方法计算自旋波，这里使用平面波方法和微磁模拟，可以确定每个激发的空间分布和相关的能量尺度，这为我们选择的弹性波激发之外的许多激发方法打开了大门。
2019-02-25 cond-mat.mes-hall
Reversible tuning of omnidirectional band gaps in two-dimensional magnonic crystals by magnetic field and in-plane squeezing
本文用平面波方法研究了非均匀介质，模式和k-依赖，在二维双组分磁振子晶体的自旋波谱的影响。我们使用基于在外部磁场的方向上压缩的六方晶格的晶体，其中压缩应用于晶格和夹杂物的形状。压缩改变了退磁场和激发的空间约束，这可能导致全向磁振子带隙的出现。特别是，我们研究了传播效应所发挥的作用，这使我们能够解释的k-依赖软化模式。我们发现的效应不仅使我们能够设计磁振子带隙的宽度和位置，而且还可以计划它们对外部磁场大小变化的响应。这使得可逆调谐的磁振子带隙，它表明，所研究的结构是有前途的候选人设计的磁振子设备，在操作过程中可调。
2019-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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 band gap design by the edge modulation of micro-sized waveguides
通过数值模拟研究了通过改变磁振子晶体（MC）的几何形状来控制其自旋波带隙数的可能性。磁振子晶体由具有周期性可变宽度的微尺寸平面铁磁波导表示。通过选择阶梯状或正弦变化的宽度，磁振子晶体分别显示多个或单个带隙。这允许在具有期望特性的基于MC的微波滤波器和移相器的设计中的附加自由度。在空间域和频率域中研究了磁振子晶体的带隙，探索了磁振子晶体内部自旋波谱与探测位置的关系。
2012-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Optical heterodyne imaging of magnetostatic modes in one-dimensional magnonic crystals
我们展示了一个真实的空间成像的外差信号的光，产生的布里渊光散射的相干驱动磁振子在静磁模式的结果。用这种成像技术，我们表征表面静磁模式（Damon-Eshbach模式）在一维磁振子晶体，这是由图案化的铝条沉积在铁磁膜上形成的。从实空间像的傅里叶变换推导出磁振子晶体的修正能带结构。外差成像提供了一种简单而强大的方法来探测结构铁磁薄膜中的磁振子，为研究更复杂的现象，如安德森局域化和磁振子的拓扑输运铺平了道路。
2020-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
