High precision measurement of the Dzyaloshinsky-Moriya interaction between two rare-earth ions in a solid
我们报告的直接测量成对反对称交换相互作用,被称为Dzyaloshinsky-Moriya相互作用(Dzyaloshinsky-Moriya interaction),在Nd 3+掺杂的YVO 4晶体。为此,我们介绍了一种宽带电子自旋共振技术与光学检测方案,它选择性地检测只有一个Nd 3 +-Nd 3+对。使用这种技术,我们可以完全确定自旋-自旋耦合张量,使我们能够通过实验确定自旋矢量的强度和方向。我们相信,这种能力,以充分确定相互作用的哈密顿量是感兴趣的研究众多的磁现象,其中的磁相互作用是至关重要的,包括多铁性。我们还检测到一个单重态-三重态跃迁的对,具有高度抑制的磁场依赖性,这表明这样的系统可以形成单重态-三重态量子比特与长的相干时间的量子信息应用。
2016-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Torsion-induced Dzyaloshinskii-Moriya interaction in helical magnets
Institute for Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院微结构物理研究所)
研究揭示了在无变形情况下具有反演中心的磁体中,由扭力诱导的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(tiDMI)的产生机制,并提出通过电子反射向晶格转移角动量的微观机制,估算tiDMI常数,证明tiDMI能打破螺旋磁体的螺旋简并性,并提出实验观测方法。
2025-11-26 cond-mat.mes-hall
Non-collinear Magnetic Configurations at Finite Temperature in Thin Films
利用包含铁磁或反铁磁交换作用、Dzyaloshinsky-Moriya相互作用和易轴在位各向异性的模型哈密顿量研究了bcc(110)表面上单层膜的有限温度磁性.我们研究了平行于易磁化轴的共线基态和垂直于易磁化轴的平面内的自旋螺旋态之间的竞争。用近似方法计算了有限温度下的磁振子谱,发现即使基态共线,增加Dzyaloshinsky-Moriya相互作用也会大大降低共线序消失的临界温度。利用原子自旋动力学模拟发现,在这个临界温度,系统转变为非共线态。包括外部磁场有助于稳定铁磁状态。通过考虑单层边缘各向异性的不同值,模型中包含了磁性单层有限尺寸的影响。这种效应被证明是通过固定条纹两端的相位来稳定自旋螺旋状态。
2014-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dzyaloshinskii-Moriya domain walls in magnetic nanotubes
本文研究了具有自旋轨道诱导的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的铁磁纳米管中畴壁的静力学和动力学。即使在静力学的水平上,空间曲率和曲率的相互作用也会产生戏剧性的效果:畴变得手性扭曲,导致更紧凑的畴壁。这些手性结构的动力学表现出几个有趣的功能。在微弱的外加电流下,它们传播时不会发生畸变。通过施加外部磁场进一步丰富了动态响应:畴壁速度变得与手征相关,并且可以通过改变磁场来显著增加。这些特性允许增强的控制畴壁运动的纳米管与纳米管,增加其作为信息载体在未来的逻辑和存储设备的潜力。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall
Modification of Dzyaloshinskii-Moriya interaction stabilized domain wall chirality by driving currents
我们测量和分析了Ta/Co $_{20}$ Fe $_{60}$ B $_{20}$ /MgO多层膜中Dzyaloshinskii-Moriya相互作用稳定的自旋织构的手征。在存在(使用自旋轨道转矩)和不存在驱动电流(使用磁场)的情况下,使用畴壁运动测量实验测量有效的磁电阻。我们观察到,电流引起的畴壁运动产生的变化,有效的振幅和相反的畴壁手性相比,场致畴壁运动(无电流)。我们探索这种效应,我们称之为电流诱导的自旋,通过提供可能的解释,其出现,并探讨其表现形式的可能性,在最近的理论预测的自旋电流的自旋修改的框架。
2018-06-06 cond-mat.mes-hall
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
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
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
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
Magnetic properties, domain wall creep motion and the Dzyaloshinskii-Moriya interaction in Pt/Co/Ir thin films
研究了垂直磁化的Pt/Co/Ir薄膜的磁性,并研究了确定超薄膜中界面Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用的畴壁蠕变方法。测量了Co层厚度对Pt/Co/Ir薄膜的饱和磁化强度、垂直磁各向异性、对称和反对称交换能的影响,确定了这些性质之间的关系。我们讨论了测量的DM相互作用的畴壁蠕变制度的反向畴的扩展。我们展示了蠕变参数如何表现为面内偏置场的函数,并讨论了畴壁粗糙度对测量畴扩展的DM相互作用的影响。而修改与DM场和面内偏置场的蠕变定律已考虑到在能量势垒标度参数$α$的变化,我们发现,$α$和速度标度参数$v_{0}$的变化作为面内偏置场的函数。
2018-04-19 cond-mat.mes-hall
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
Domain walls and Dzyaloshinskii-Moriya interaction in epitaxial Co/Ir(111) and Pt/Co/Ir(111)
利用自旋极化扫描隧道显微镜和密度泛函理论研究了Co/Ir(111)和Pt/Co/Ir(111)外延薄膜中的畴壁和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。我们的测量结果显示DWs与固定的旋转意义上的一个单层的Co上的Ir,与壁宽约2.7 nm。当Pt岛位于顶部时,我们观察到DW主要发生在未覆盖的Co/Ir区域中,这表明Pt/Co/Ir(111)中的壁能量密度较高。从DFT中,我们发现了一个界面的稳定Néel型DW顺时针旋转的方向。计算的DW宽度与实验观测值吻合良好。从Co/Ir(111)到Pt/Co/Ir(111),总的Pt几乎加倍,然而,在后一种情况下,Pt几乎完全是由于Pt,只有少量的Ir贡献。因此,一个简单的添加剂的效果,其中两个界面都显着地贡献于总的氧化物,没有观察到一个原子Co层。
2018-02-06 cond-mat.mes-hall
Curvature induced domain wall pinning
结果表明,纳米线的局部弯曲是横向头对头(尾到尾)畴壁的钉扎电位的来源。在钉扎势和有效摩擦下,畴壁自由振荡的本征频率被确定为曲率和畴壁宽度的函数。钉扎势来源于交换能中的有效曲率诱导的类Dzyaloshinsky项。通过微磁模拟的情况下,抛物线形状的导线弯曲的理论结果进行了验证。
2015-06-10 cond-mat.mes-hall
Very large domain wall velocities in Pt/Co/Gd trilayers with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
在对称的Pt/Co/Pt和非对称的Pt/Co/AlOx,Pt/Co/GdOx和Pt/Co/Gd三层膜中,测量了磁场脉冲驱动下的磁畴壁速度。与理论模型一致,在非对称样品中观察到的最大速度要大得多,其中界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(ESTA)稳定手性Néel壁,而不是对称堆叠。此外,在Pt/Co/Gd非常大的DW速度(高达600米/秒)获得,2.5倍以上的样品与氧化的Gd。磁性测量结果表明,这可能是由于Gd/Co界面处Gd和Co的磁矩之间存在反平行耦合,导致总磁化强度降低。与分析模型定量一致,在所有样本中,观察到的最大DW速度为D=MS,其中D是DMI的强度,MS是自发磁化强度。
2016-02-12 cond-mat.mes-hall
Domain wall profiles in Co/Ir$_n$/Pt(111) ultrathin films: influence of the Dzyaloshinskii-Moriya interaction
我们研究了Co/Ir $_n$ /Pt(111)(n = 0,1,.,6)薄膜的结合方法的第一性原理计算和自旋动力学模拟。我们确定的张量交换相互作用和磁各向异性的钴覆盖层在FCC和HCP的几何形状,这取决于Ir缓冲层的数量。我们发现强的铁磁最近邻各向同性的Co原子之间的交换相互作用和面外的磁各向异性的FCC几何形状的膜。我们的模拟结果表明,磁畴壁是Néel型的,其旋转方向(手性)改变后,插入一个Ir缓冲层相比,原始的Co/Pt(111)系统。我们的自旋动力学模拟表明相对于三角晶格上的平面畴壁轮廓的自旋扭曲。我们讨论了这种畴壁扭曲使用对称性参数,并在一个适当的微磁连续模型,考虑额外的能量项相比,现有的文献。
2016-11-29 cond-mat.mes-hall
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
Exact Solution for Current-Driven Domain-Wall Dynamics Beyond Lorentz Contraction in Antiferromagnets with Dzyaloshinskii-Moriya Interaction
Waseda University(早稻田大学);Hitachi Cambridge Laboratory(日立剑桥实验室)
研究电流驱动域墙动力学,推导出螺旋域墙动力学的精确解析解,揭示域墙宽度对电流的非常规依赖性,与传统反铁磁体域墙动力学不同。
2026-04-08 cond-mat.mes-hall
Interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction in Ta\Co20Fe60B20\MgO nanowires
本文报道了Ta \Co 20 Fe 60 B 20 \MgO纳米线中的电流诱导畴壁运动(CIDWM)。当没有磁场施加时,畴壁被观察到逆着电子流移动,而沿着纳米线的场强烈地影响畴壁的运动方向和速度。观察到的对称效应为上下和上下畴壁。这表明存在右手畴壁,这是由于Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya相互作用),Dzyaloshinski-Moriya相互作用系数D=+0.06 mJ/m2。正的极化系数被解释为退火过程中硼扩散到钽缓冲层的结果。在Pt \Co 68 Fe 22 B10 \MgO纳米线中,观察到沿着电子流的CIDWM,证实了这种解释。实验结果进行了比较,包括钉扎效应的一维模型模拟。这种先进的建模使我们能够重现实验结果,并可靠地提取纳米线中Ta的自旋霍尔角θSH=-0.11,显示了分析的重要性,超越了目前使用的完美纳米线模型。
2014-09-12 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
Electrically controlled pinning of Dzyaloshinskii-Moriya domain walls
我们提出了一种方法来全电控制的畴壁位置的铁磁纳米线与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。这种相互作用的强度可以由外部电场控制,这又允许微调自旋螺旋畴壁的钉扎电位。它允许创建更多的移动钉扎位置,并且还可以有利于超低功率电子器件。
2016-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall resistance in CoFeB-based heterostructures with interface Dzyaloshinskii-Moriya interaction
本文研究了W/Ta/CoFeB/MgO异质结的畴壁电阻。Ta层的厚度是不同的,以控制域壁的类型,通过在界面Dzyaloshinskii Moriya相互作用的变化。我们发现一个几乎恒定的畴壁电阻对Ta层厚度。各向异性磁电阻、自旋霍尔磁电阻和反常霍尔效应的贡献很好地描述了厚Ta层膜的畴壁电阻。然而,对于Ta薄层薄膜,发现了手性类Néel畴壁,这一结果表明了从电阻测量研究畴壁类型的困难。
2018-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Measuring the Dzyaloshinskii-Moriya interaction of the epitaxial Co/Ir(111) interface
在Co/Ir(111)中,通过扫描电子显微镜和极化分析测量了畴壁中心的磁化面内取向作为Co厚度的函数。在超高真空中原位成像Ir(111)单晶表面上的未加盖的热蒸发钴。最初的假晶生长与原子级平坦的界面上的钴铱确保可比性的理论计算,并提供了一个研究的界面,是尽可能理想的。低于8.8单层的钴厚度,磁畴壁是纯Néel取向的,并且显示顺时针旋转方向。对于更大的厚度的旋转平面的变化和域壁显示出显着的布洛赫样的贡献,允许计算的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的强度(π)从能量最小化。从旋转平面和畴壁法线之间的角度确定界面的极化参数$D_s = -(1.07 \pm 0.05)$ pJ/m,其对应于$d_{tot} = -(1.04 \pm 0.05)$ meV的界面处的两个Co原子之间的每个键的极化能量。
2019-08-26 cond-mat.mes-hall
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
Determination of the Dzyaloshinskii-Moriya interactions
利用面内场对手征畴壁旋进流动的依赖性,提出了同时确定体相和界面相的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的方法。研究发现,体和界面DMIs的有效场分别具有横向和纵向分量,这两个分量对磁性窄异质结构条带中手征DW的运动有不同的影响。DW速度的面内场依赖性具有圆顶形状或峡谷形状,这取决于驱动力是面内电流还是面外磁场。它们的中心位移对拓扑壁电荷和电流/场方向的反转的响应唯一地决定了其中电荷的性质和强度。提出了可操作的程序,并应用于解释现有的实验数据。
2019-12-06 cond-mat.mes-hall
Slonczewski-spin-current driven dynamics of 180$^{\circ}$ domain walls in spin valves with interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction
该研究模拟含 IDMI 的长窄自旋阀中 Slonczewski 自旋电流驱动的 180° 畴壁,揭示不同极化器构型下稳态流动、稳定性、速度和迁移率的调控机制。
2023-07-17 cond-mat.mes-hall
Domain wall diode based on functionally graded Dzyaloshinskii-Moriya interaction
提出了一种研究具有功能梯度Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的双轴铁磁条中畴壁动力学的一般方法。通过工程化的空间轮廓的参数,我们提出了二极管的概念,它实现了一定的拓扑电荷和螺旋度的畴壁的过滤。我们的研究基于唯象的Landau-Lifshitz-Gilbert方程,使用集体变量的方法加上张-李自旋转移项。在有效的运动方程中,磁梯度起着驱动力的作用,它与电流驱动力相竞争。所有的分析预测证实了数值模拟。
2020-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
High Frequency Domain Wall Oscillations in Ferromagnetic Nanowire with a Nanoscale Dzyaloshinskii Moriya Interaction (DMI) Region
Dzyaloshinskii Moriya相互作用(Dzyaloshinskii Moriya Interaction,Dzyaloshinskii Moriya Interaction)为许多新的手性结构(如Skyrmions)奠定了基础。在迄今为止的大多数研究中,磁层存在于整个磁性层中。在这里,我们报告我们的调查,铁磁纳米线,铁磁被限制在纳米级区域。我们观察到,磁性能的局部调制的影响下的自旋转移力矩的磁畴壁的振荡。振荡频率在几GHz内可调,这使得这一观察对神经形态计算中的应用可能有用。
2019-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current driven magnetization dynamics in ferromagnetic nanowires with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
本文研究了具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya)的细长铁磁线中的电流感生磁化动力学。我们发现一个螺旋畴壁配置的磁化强度,并获得一个解析表达式的畴壁的宽度作为相互作用强度的函数。我们的研究结果表明,超过一定值的diela畴壁配置不能存在于线。低于此值,我们确定了小电流的畴壁动力学,并计算了畴壁沿导线的漂移速度。我们发现,抑制的最小值的电流所需的移动域壁。根据它的符号,磁电阻增加或减少畴壁漂移速度。
2009-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Domain Wall Motion and Interfacial Dzyaloshinskii-Moriya Interactions in Pt/Co/Ir$(t_\mathrm{Ir})$/Ta Multilayers
界面的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskiii-Moriya interaction)对于手性畴壁(DWs)和稳定磁性Skyrmion是重要的。我们研究的影响,引入增加厚度的Ir,从零到2 nm,到Pt/Co/Ta多层之间的Co和Ta。我们观察到一个显着的增加磁矩,由于在与Ta的界面处的死层的抑制,但垂直各向异性几乎不受影响。所有的样品都显示出在蠕变和退钉制度的场驱动畴壁速度的普遍缩放。非对称气泡膨胀表明,所有样品中的DW具有左手Néel形式。的蠕变速度显示出一个最小值的面内场的值显着下降的引入Ir,因为没有在布里渊光散射测量的斯托克斯和反斯托克斯峰的频移。尽管有这种定性的相似性,但两种测量给出的抗干扰强度存在定量差异,BLS通常返回更高的值。气泡膨胀速度曲线中的许多特征不符合迄今为止常用的简单模型,即关于速度最小值缺乏对称性,并且在高面内场处速度没有差异。这些功能的解释,通过使用一个模型,其中的退钉场被允许以从微磁模拟确定的方式与面内场变化。这一理论表明,速度最小值低估了电磁场,与BLS返回更高的值一致。我们的研究结果表明,在Ir/Co界面处的Pt/Co界面处的Pt/Co具有相同的符号。
2018-10-08 cond-mat.mes-hall
Magnon-Driven Domain-Wall Motion with the Dzyaloshinskii-Moriya Interaction
本文研究了在Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya interaction,Dzyaloshinski-Moriya interaction,Dzyaloshinski-Moriya interaction)存在下自旋波(magnons)诱导的畴壁运动。当自旋波通过DW时,阻尼器在DW上施加扭矩,并且该扭矩表示自旋波和DW之间的线性动量交换。与DW和自旋波之间的角动量交换不同,线性动量交换导致DW平面的旋转而不是线性运动。在存在有效的易面各向异性的情况下,这种磁感应线性动量传递机制在移动DW时比角动量传递显著更有效。
2015-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of two spin qubits in a double quantum dot using an electric field
我们提出了在双量子点中利用自旋轨道相互作用(SOI){ \it without磁场or magnets}对自旋量子比特进行纯电操纵。所有的么正变换都可以通过两个自旋之间的含时Dzyaloshinsky-Moriya相互作用来构造,该相互作用产生于电场调制的Rashba SOI。作为一些演示,我们研究分析和数值的三个操作,即,(A)自旋初始化,(B)在相反方向上的双自旋旋转,以及(C)在相同方向上的双自旋旋转。文中还讨论了放宽的效果和这一建议的可行性。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall
Topological magnons in a kagome lattice spin system with $XXZ$ and Dzyaloshinskii-Moriya interactions
我们研究了Kagome晶格上具有最近邻$XXZ$相互作用和各向异性比$Δ$以及具有强度$D$的Dzyaloshinsky-Moriya相互作用的自旋系统的相位.在经典的限制,在每个网站的自旋$S$是非常大的,我们发现一个丰富的相图的基态作为$Δ$和$D$的函数。在经典极限下,对应于不同的基态自旋组态,存在五个不同的相。我们用自旋波理论找到这些阶段中的一些磁振子的体能带。我们还研究了一个带的系统,它具有无限的长度和有限的宽度,我们发现的模式是本地化的带的边缘之一的能量在于在间隙的散装模式。在所有自旋都指向$+ \hat z$或$- \hat z$方向的铁磁相中,体能带通过有限的能隙彼此分离。这使得计算所有动量下的贝里曲率成为可能,从而计算每个能带的陈数;边缘态的数量与陈数有关。有趣的是,我们发现在这个阶段有四个不同的区域,其中陈数是不同的。因此,有四个不同的拓扑相,即使在所有这些阶段的基态自旋配置是相同的。我们计算的热霍尔电导率的磁振子的温度在上述铁磁相的函数,我们发现,这可以区分各种拓扑阶段。这些结果对所有的$S$值都是有效的。在其他相位中,不同能带之间没有间隙,因此边缘态没有拓扑保护。
2018-04-14 cond-mat.mes-hall
Interaction of in-plane magnetic skyrmions with 90$^\circ$ magnetic domain walls: micromagnetic simulations
$90^\circ$钉扎磁畴壁可以在附着到铁电衬底的薄磁性层中观察到。非共线磁织构的主要稳定机制是应变传递,这是负责压印的铁电畴的铁磁体的单轴各向异性。在这里,我们调查通过微磁学模拟的界面Dzyaloshinkii-Moriya相互作用如何影响的$90^\circ$畴壁结构。结果表明,Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用诱导一个大的面外磁化分量,强烈依赖于畴壁类型。特别是,它示出,这种面外的磁化分量是至关重要的面内的磁性skyrmions,也被称为bimerons,通过磁畴壁的运输。基于微磁学模拟的结果,提出了一种基于两个$90^\circ$钉扎磁畴壁的面内磁skyrmion阀的概念。
2022-05-13 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
Asymmetric Magnetic Domain-Wall Motion by the Dzyaloshinskii-Moriya Interaction
在这里,我们证明了具有垂直磁各向异性的铁磁Pt/Co/Pt薄膜表现出相当大的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya)效应。这种磁致伸缩效应改变了畴壁(DW)的能量密度,并因此导致在面内磁场偏置下由面外磁场驱动的不对称DW膨胀。从分析的不对称性,估计是足够强的DW保持在Néel型配置,与这些材料的一般预期相反的是,ESTA效应。我们的研究结果强调的DW动力学的基础物理的不对称性,经常观察到的自旋转移相关的现象的关键作用的dielectric效应。
2013-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Facilitating domain wall injection in magnetic nanowires by electrical means
我们研究了如何通过电的方法来促进手性铁磁纳米线中畴壁的注入。我们计算的临界电流密度以上的畴壁注入到纳米线取决于材料参数和源的相互作用,包括自旋转移扭矩以及自旋轨道扭矩。我们证明,Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用可以显着降低所需的临界电流注入类型的域壁青睐的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用。我们发现,在手征磁铁,它是唯一可能的脱落一个单一的磁畴壁的自旋轨道转矩的装置,因为他们修改的基态取向的系统。相反,对于自旋转移矩诱导的畴壁脱落,我们发现,存在两个不同的临界电流密度为两种不同的畴壁手征,分别。此外,对于通过自旋转移矩连续产生畴壁,我们发现畴壁之间的相互作用不能忽略,甚至可能导致具有相反手性的连续畴壁的成对湮灭。
2020-04-16 cond-mat.mes-hall
In-plane Néel wall chirality and orientation of interfacial Dzyaloshinskii-Moriya vector in magnetic films
界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskiii-Moriya interaction,Dzyaloshinski-Moriya interaction)是一种稳定薄膜中手性自旋结构的重要机制。实验验证的方向的界面的介电常数矢量仍然很少,部分原因是由于难以分离的介电常数矢量分量。在本研究中,我们分别在Cu(001)和Pt(111)衬底上外延生长了Fe/Ni双层膜和Co/Ni多层膜。通过剪裁有效的各向异性,自旋重取向跃迁(SRT)被用来探测的取向的方向的矢量通过测量自旋结构的域壁两侧的SRT。发现界面间的相互作用足够强以稳定面外磁化制度中的手性Néel壁,而在面内磁化制度中观察到非手性Néel壁。这些发现实验证实,在这些面心立方(001)和面心立方(111)取向的界面,即使在原子台阶的存在下,平面外的分量的π矢量是微不足道的。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The high-frequency dynamics of domain walls with strong Dzyaloshinskii-Moriya interaction
具有界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya interaction)的垂直磁化纳米轨道(PMNTs)中的畴壁(DWs)由于其在自旋电子学纳米器件中的技术适用性而成为理论和实验感兴趣的主要对象。PMNTs中的手性DW可以通过自旋-轨道力矩有效地驱动。然而,手性DW的高频动力学行为尚未被探索。在这项工作中,使用微磁学计算,我们已经发现了一种新的动力学模式,摇摆模式下的DWs的平面外的高频交流(AC)磁场在PMNT与强大的阻尼。这一动力学现象与DMI相关的边界效应密切相关,并且可以理解为DW平面中振幅调谐自旋波的传播。由于DW的空间限制,自旋波表现出一些特征频率。这项工作提供了一个视觉路线的可能性,为表征。
2018-11-21 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
The reason for the tilting of domain wall with Dzyaloshinskii-Moriya interaction from a microscopic dynamical perspective
重金属(HM)/铁磁(FM)金属异质结构的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskiii-Moriya interaction,DZYM)是导致电流感应畴壁运动(CIDWM)的重要因素。然而,强磁致伸缩也使移动畴壁(DW)平面倾斜,并且这种倾斜的机制还不十分清楚。在这项工作中,我们已经发现,这种倾斜可以理解的基础上,从微观动力学的角度来看,微磁学计算。在轨道的两个边界处,DMI引起的反对称力矩结构需要引起注意。在自旋-轨道矩诱导的CIDWM的早期阶段,这种反对称性被破坏。之后,在两个边界的时刻经历不同的旋转过程与不同的能量路径,最终稳定的反对称的时刻结构。这导致在两个边界处的局部DW区域的不同初始速度。在数学上,这种在两个边界上的不同DW动力学过程可以通过修改求解Thiele方程的初始条件来近似地揭示。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Statistical Analysis of Magnetic Domain Wall Dynamics to Quantify Dzyaloshinskii-Moriya Interaction
本研究提出利用统计工具分析纳米带磁畴壁动力学以量化界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的方法,通过速度频谱双峰幅值比测定DMI强度,经模型验证具鲁棒性,还通过三阶统计量揭示其诱导的不对称性,为相关磁学研究提供新分析工具。
2023-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unidirectional Magnon-Driven Domain Wall Motion Due to the Interfacial Dzyaloshinskii-Moriya Interaction
我们证明了一个单向运动的准粒子没有明确的对称性破缺沿时空坐标的粒子运动。这种违反直觉的行为源于其他两个方向上的两种内在不对称性的组合作用。我们实现了这一想法与磁振子驱动的磁畴壁的运动在薄膜与界面不对称。与以前的研究相反,畴壁沿着相同的方向移动,而不管磁振子流的方向。我们的一般对称性分析和数值模拟表明,从界面不对称的奇数阶的贡献是单向的,这是占主导地位的双向贡献在现实的制度。我们开发了一个简单的分析理论的单向运动,这提供了一个有见地的描述这种违反直觉的现象。
2019-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Skyrmion confinement in ultrathin film nanostructures in the presence of Dzyaloshinskii-Moriya interaction
我们研究了纳米结构中的微磁配置的修改,由于Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskiii-Moriya),出现在界面的Dzyaloshinskiii-Moriya膜。我们表明,这种相互作用导致新的微磁边界条件,弯曲的边缘磁化。我们探讨了几种情况下的薄膜纳米结构,允许分析计算(1D系统,畴壁,摆线和skyrmions),比较与完全数值计算,并表明,这种新型的微磁学可以达到一个很好的物理理解。我们特别关注的skyrmions限制在圆形纳米点,并表明,边缘允许隔离的单个skyrmions的大范围内的的pixel参数。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall
Soliton-like magnetic domain wall motion induced by the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction
拓扑缺陷,如磁孤子,涡旋,布洛赫线和skyrmions已经开始在现代磁学中发挥重要作用,因为它们具有非凡的稳定性,可以用于生产存储器件。最近,一种新型的反对称交换相互作用,即Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskiii-Moriya interaction,简称Dzyaloshinskii-Moriya interaction)被发现并影响拓扑缺陷的形成。因此,探索如何影响拓扑缺陷的动力学行为是一个重要的任务。在这里,我们研究了动态畴壁(DW)在一个强大的电畴,并发现,电畴诱导湮灭的拓扑垂直布洛赫线(VBL)通过提升的四重简并的VBL。其结果是,从沃克崩溃起源的速度降低被完全抑制,导致孤立的恒定速度的DW。此外,的强度,这是孤立波的DW运动的关键因素,可以量化没有任何副作用可能产生的电流感应扭矩或外部钉扎在磁性薄膜。因此,我们的研究结果揭示了物理的动态拓扑缺陷,这为未来的工作铺平了道路,在基于拓扑的存储器应用程序。
2015-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal spin-wave channeling along textures driven by the Dzyaloshinskii-Moriya interaction
超薄金属铁磁体在强自旋轨道耦合的衬底上可以表现出Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)形式的诱导手征相互作用。对于具有垂直各向异性的系统,DM相互作用的存在对电流驱动的畴壁运动具有重要影响,并支持涉及skyrmions的可能的自旋电子应用。我们从理论上展示了如何自旋纹理驱动的DM相互作用允许非互易通道的自旋波,导致可测量的功能,磁线,点,和域壁。我们的研究结果提供了方法,用于检测诱导DM相互作用的金属多层膜和控制自旋波传播的纳米结构。
2014-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dzyaloshinskii-Moriya interaction torques and domain wall dynamics in van der Waals heterostructures
该研究结合密度泛函理论与原子自旋模拟,揭示 CrI$_3$-In$_2$Se$_3$ 范德华异质结构中界面 DMI 可由铁电翻转产生转矩,实现无电流低能耗畴壁运动并提高 Walker 场。
2024-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Engineering of Intrinsic Chiral Torques in Magnetic Thin Films Based on the Dzyaloshinskii-Moriya Interaction
在具有非均匀各向异性的磁性薄膜中建立手征耦合导致了具有基础和技术兴趣的人工系统的发展。手性耦合本身是由模式化非共线磁化所强制的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskiii-Moriya interaction,简称Dzyaloshinski-Moriya)实现的。在这里,我们创建了一个畴壁轨道与面外磁化耦合在每一侧的一个狭窄的平行带与面内磁化。有了这一点,我们表明,出现在一个单一的磁性层中的非共线磁化区域之间的边界处的手征扭矩的双金属氧化物可以用来偏置的畴壁速度。为了调整手性扭矩,可以通过改变轨道的宽度或非共线磁化之间的过渡区域的宽度来修改磁轨道的设计,从而达到高达7.8 mT的有效手性磁场。此外,我们展示了如何通过测量不对称的畴壁速度来估计手性扭矩的大小,并证明了即使在没有任何外部驱动力的情况下,由固有扭矩推动的自发畴壁运动。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effects of spatially engineered Dzyaloshinskii-Moriya interaction in ferromagnetic films
Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(英语:Dzyaloshinskii-Moriya interaction)是一种有利于形成畴壁的手性相互作用。最近的实验和从头计算表明,有多种方法可以改变垂直磁各向异性铁磁薄膜中界面感应磁化强度。本文从理论上揭示了空间变化的磁势对薄膜磁态的影响。在这样的异手性二维结构中,我们报告了几个新兴的现象,从平衡自旋倾斜在不同的区域之间的界面,在特别强的限制域壁和skyrmion内的高的自旋轨道,先进的应用程序,如域剪裁几乎随意,磁振子波导的设计,并大大改善skyrmion赛道内存。
2017-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rashba Torque Driven Domain Wall Motion in Magnetic Helices
操纵磁线中的畴壁传播是包括赛道存储器和磁逻辑在内的许多设备的关键实际任务。最近,曲线效应成为一种有效的手段,影响实质上的静态和动态的磁性纹理。在这里,我们证明了曲线形式的磁螺旋线的交换相互作用的结果在一个有效的各向异性项和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用与一套完整的Lifshitz不变量的一维系统。与它们的平面对应物相比,磁螺旋中的畴壁的静态磁纹理的几何诱导的修改提供了非常规的手段来控制依赖于自旋轨道Rashba扭矩的壁动态。由于Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用导致的手征对称性破缺导致左手螺旋或右手螺旋中畴壁运动方向相反。此外,对于磁螺旋,涌现的有效各向异性项和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用可以归因于清晰的几何参数,如曲率和挠率,从而提供对磁性中复杂曲线效应的直观理解。
2015-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anisotropic domain wall velocity profiles in the creep regime: the interplay of chiral damping, stiffness and Dzyaloshinskii-Moriya interaction
Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica(意大利国家计量研究所);Universitè Grenoble Alpes, CNRS, Institut Néel(格勒诺布尔阿尔卑斯大学,法国国家科学研究中心,内耳研究所);Department of Physics, Freie Universität Berlin(柏林自由大学物理系);Nuclear Radiation Detectors Research and Development Center, Bolu Abant Izzet Baysal University(博卢阿邦特伊泽特·巴伊萨尔大学核辐射探测器研发中心);Istituto Officina dei Materiali del CNR (CNR-IOM), Sede Secondaria di Perugia, c/o Dipartimento di Fisica e Geologia, Università di Perugia(意大利国家研究委员会材料研究所(CNR-IOM),佩鲁吉亚分所,位于佩鲁贾大学物理与地质学系);Dipartimento di Fisica e Geologia, Università di Perugia(佩鲁贾大学物理与地质学系);School of Physics and Astronomy, University of Leeds(利兹大学物理与天文学院);Empa(瑞士联邦材料与测试研究所)
研究超薄铁磁体中磁泡畴不对称扩展以探测 DMI,开发扩展角度蠕变模型,结合色散畴壁刚度和手性依赖前置因子,捕捉畴壁运动全各向异性动力学,完善蠕变驱动畴扩展框架并提高 DMI 等效应提取灵敏度。
2026-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical depinning of chiral domain walls
畴壁去钉扎场表示移动畴壁所需的最小磁场,通常由样品的无序或图案化收缩钉扎。传统上,这种场被认为与吉尔伯特阻尼无关,因为它被假设为塞曼能量等于钉扎能垒的场(两者都与阻尼无关)。在这里,我们数值分析的域壁退钉场的吉尔伯特阻尼的函数在一个系统中的垂直磁各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。与预期相反,我们发现,脱钉场依赖于吉尔伯特阻尼,它强烈地降低小阻尼参数。我们解释了这种依赖与一个简单的一维模型,我们表明,减少的脱钉场是有关的内部域壁动力学,成比例的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用,和有限大小的钉扎障碍。
2017-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain structure of ultrathin ferromagnetic elements in the presence of Dzyaloshinskii-Moriya interaction
纳米纤维的最新进展使得有可能产生由多层膜材料组成的多层纳米结构,其厚度低至几个原子单层,横向范围为几十纳米。在这些尺度下,铁磁材料开始表现出不寻常的性质,例如垂直磁晶各向异性和反对称交换,也称为Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya interaction,简称DZ-M),因为界面效应的重要性增加。已经证明,表面微扰的存在从根本上改变了畴壁的结构。在这里,我们使用微磁建模框架来分析手性畴壁的存在和结构,被视为一个合适的微磁能能泛函的极小化。我们明确地构建在一维设置的极小,无论是内部和边缘的墙壁,为广泛的参数。然后我们使用{ $Γ$ }-收敛方法分析了在弱外加磁场存在下大空间范围样品中二维磁化模式的渐近性。
2016-09-03 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Giant interfacial induced Dzyaloshinskii-Moriya interaction in polycrystalline Co/Pt multilayers
重金属和铁磁体的多层膜是形成具有不均匀手征磁性分布的各种结构的基础。洛伦兹透射电子显微镜(L-TEM)是研究具有高空间分辨率的这种结构中的磁状态的最有用的方法。在这里,我们报告的观察手征Néel畴壁通过L-TEM在Co/Pt多层膜与垂直磁各向异性。我们解释了手性Néel内部结构的存在,由于超临界,巨大的界面诱导Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。我们的研究结果证实了微磁建模,它允许考虑到局部的磁各向异性的多晶薄膜上形成的自旋织构的影响。
2021-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Creep of Chiral Domain Walls
最近在具有垂直磁各向异性的材料中在易轴驱动场下的磁畴扩展的实验研究已经表明,磁畴壁速度作为外部平面内磁场的函数是不对称的。这被理解为系统的反转不对称性的结果,产生有限的手性Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。许多人试图用蠕变理论来解释这些观测结果,但是,在这样做的时候,这些都没有包括对畴壁能量的所有贡献,或者引入了额外的自由参数。在这篇文章中,我们提出了一个理论的蠕变制度,包括最重要的贡献畴壁能量的手征畴壁的蠕变运动,并没有引入新的自由参数超出通常的参数,包括在微磁能。此外,我们提出了实验测量的畴壁速度作为面内场的函数,以及描述我们的模型,并从中提取的材料属性,如强度的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和退磁场。
2018-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci