Magnetization reversal in FePt thin films: Experiments and simulations
磁性薄膜中垂直磁各向异性与形状的竞争导致了异常的磁行为。在具有中等PMA的铁磁膜中，磁畴结构在临界厚度$t_c$以上从平面畴转变为条状畴。在这篇文章中，我们提出了一个详细的研究在FePt薄膜，在这种现象被观察到的磁化翻转机制。使用微磁模拟和实验，我们发现，低于$t_c$的反转机制是很好地描述了两相模型，而在此厚度以上的每个条纹内的磁化反转相干旋转。我们还分析了PMA和它的温度依赖性，探测衬底引起的应变是负责FePt膜与$t>t_c$观察到的异常矫顽场行为。
2023-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent magnetic anisotropy in metallic magnets from an ab-initio electronic structure theory: L1_0-ordered FePt
基于有限温度金属磁性的第一性原理、相对论电子结构理论，研究了金属铁磁体的磁各向异性K随磁化强度M的变化。我们将这一理论应用于高磁各向异性材料，L1_0有序FePt，发现其单轴K值在所有M值下都与垂直于Fe/Pt分层的磁易轴一致，并且在很宽的M值范围内与M^2成正比。对于小的M，接近居里温度，计算挑选出磁序开始的易磁化轴。我们的结果与最近的实验测量这一重要的磁性材料。
2004-07-29 cond-mat.mtrl-sci
The effect of adding magnetic oxide as grain boundary for HAMR
介质中的晶粒间居里温度（Tc）变化由于其在转变抖动噪声中的贡献而降低了信噪比，特别是当平均晶粒尺寸被向下推以增加区域存储容量时。绝热磁性晶界可以抑制这种晶粒间Tc变化，特别是在小晶粒尺寸下。在这里，我们提出了一个实验研究的效果，添加隔热磁性氧化物，特别是BaFexOy，作为颗粒FePt-C HAMR介质中的晶界材料的一部分。结果表明，BaFexOy对FePt是惰性的，FePt-BaFexOy-C介质的化学有序性与FePt-C介质相似。通过调节BaFexOy和C的体积分数，可以获得均匀分离的FePt颗粒（平均晶粒尺寸= 6.8 nm），其被垂直Hc大于35 kOe的BaFexOy壳包围。透射电子显微镜研究与化学分析表明，磁性氧化物似乎是结晶和周围的FePt晶粒立即完全封闭。磁性测量表明在低于FePt居里温度的温度下磁性晶粒尺寸有效增加。脉冲激光泵浦-探测测量表明FePt-BaFexOy-C介质与参考FePt-C介质仔细比较居里温度变化的可测量的降低。
2018-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Rapid Domain Wall Motion in Permalloy Nanowires Excited by Spin-Polarized Current Applied Perpendicular to the Nanowire
研究了垂直于坡莫合金纳米线施加的交变自旋极化电流激发下的磁畴壁动力学。自旋扭矩铁磁共振测量表明，DW振荡在纳米线中的钉扎站点可以激发高达800 m/s的速度在电流密度低于10 $^7$ A/cm $^2$。
2010-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Yoking and Tunable Interactions in FePt-Based Hard/Soft Bilayers
评估和控制磁性纳米结构中的磁相互作用是至关重要的纳米磁性和自旋电子学的探索，如磁纪录介质，永磁体，磁存储器和逻辑器件等。在这里，我们展示了一个非常敏感的磁轭效应和可调的相互作用在FePt基的硬/软双层介导的软层。低于交换长度，一个薄的软层强烈交换耦合到硬层的垂直力矩;在交换长度以上，仅厚几纳米，软层力矩转向平面内，并从相邻的硬层垂直域的偶极场的轭。从交换偶极占主导地位的相互作用的演变实验捕获的一阶反转曲线，Δ-M方法，和极化中子反射计，并证实了微磁学模拟。这些发现表明了一种有效的轭合方法来设计和控制各种磁性纳米结构和器件中的磁相互作用。
2016-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fe contribution to the magnetic anisotropy of $L{1_0}$-ordered FePt thin films studied by angle-dependent x-ray magnetic circular dichroism
通过角度依赖X射线磁圆二色实验，发现Fe的磁偶极矩削弱了$L1_0$有序FePt薄膜的垂直磁各向异性，而Pt的正贡献主导其强PMA。
2025-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Field free switching through bulk spin-orbit torque in L10-FePt films deposited on vicinal substrates
L10-FePt因其垂直磁各向异性（PMA）而与众不同，这使得具有足够热稳定性的存储单元能够缩小到3 nm。最近发现的L10-FePt中的“体”自旋轨道扭矩提供了一种有效且可扩展的方式来操纵L10-FePt磁化。然而，在开关过程中的外场的存在限制了它的实际应用，因此L10-FePt的无场开关是非常需要的。在这篇文章中，我们通过在相邻的MgO（001）衬底上生长L10-FePt来证明其无场开关。这种方法与以前建立的策略不同，因为它不需要添加其他功能层或在膜结构中产生不对称性。我们证明了无场开关是鲁棒的，可以承受高达~1 kOe的强场干扰。邻角，薄膜厚度和生长温度的依赖性表明了宽的操作窗口的L10-FePt的无场开关。我们证实了L10-FePt的无场开关的物理起源是邻面诱导的倾斜各向异性。我们对L10-FePt薄膜的自旋轨道矩进行了定量表征，发现相邻衬底的晶格应变对自旋轨道矩的影响并不显著。我们的研究结果扩展了现有的实现无场开关的策略，并有可能应用于其他磁性和反铁磁系统。
2022-03-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetic rogue wave in a perpendicular anisotropic ferromagnetic nanowire with spin-transfer torque
研究了铁磁纳米线中自旋波背景下电流控制下的动态孤子运动。利用较强的呼吸子特征，得到了新的磁异常波，并阐明了其形成机制。磁异常波的产生主要是能量和磁振子向中心聚集的结果。我们还观察到自旋极化电流可以控制包络孤子与背景之间的磁振子交换速率，并解析地得到了临界电流条件。更有趣的是，自旋转移力矩在低于和高于临界值的情况下起着完全相反的作用。
2011-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Diffusive and ballistic current spin-polarization in magnetron-sputtered L1o-ordered epitaxial FePt
我们报道了在MgO（001）衬底上用磁控溅射法制备的L10有序外延铁铂合金层的结构、磁性和电子输运性质。所研究的薄膜显示出长程化学序参量S~0.90，因此具有很强的垂直磁各向异性。在扩散电子输运制度，从2 K到258 K的温度范围内，我们发现在磁阻的滞后主要是由于电子散射从磁畴墙。在2 K时，我们观察到约0.5%的整体畴壁磁阻。通过评估自旋电流不对称性α = sigma_up / sigma_down，我们能够估计扩散自旋电流极化。在2K到258 K的所有温度范围内，我们发现了> 80%的扩散自旋电流极化。为了研究弹道输运机制，我们在4.2 K下进行了点接触Andreev反射测量。我们得到了一个值的弹道电流自旋极化的~42%（这与元素铁的多晶薄膜相比非常好）。我们属性的差异，相反的自旋极化的电子的特征散射时间的差异，这种散射时间影响的扩散，但不是弹道电流的自旋极化。
2007-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Thermally assisted domain wall nucleation in perpendicular anisotropy trilayer nanowires
研究了焦耳热效应对垂直磁各向异性CoFeB三层纳米线中热辅助畴壁的产生的影响。利用反常霍尔效应检测磁化反转，研究畴壁的产生。我们观察到的统计分布在开关过程中，这是一致的热激活过程。我们的研究结果表明，所提出的方法提供了一个有效的方式产生磁畴壁的垂直磁性纳米线在预定义的位置。
2014-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic Origin of Polarization-Controlled Magnetization Switching in FePt/BaTiO$_3$
Quaid-i-Azam University（奎德-e-阿扎姆大学）；University of Ulsan（蔚山大学）；Van Lang University（文朗大学）；Incheon National University（仁川国立大学）
研究揭示FePt/BaTiO$_3$中极化控制磁化翻转的微观机制，通过轨道重构调控磁各向异性与磁弹性能量的竞争，为超低功耗磁存储器设计提供新路径。
2026-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Current-induced domain wall motion in a nanowire with perpendicular magnetic anisotropy
从理论上研究了具有垂直磁各向异性的金属纳米线中电流感生磁畴壁的运动。各向异性可以降低畴壁运动的临界电流密度。我们解释的减少机制，并确定最大的减少条件。这一结果有利于电流诱导畴壁运动的基础研究和器件应用.
2008-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall nucleation in ferromagnetic nanowire with perpendicular magnetization stimulated by stray field of V-shaped magnetic particle
利用微磁学方法模拟了由垂直各向异性纳米线和位于纳米线上的面内各向异性V形纳米颗粒组成的铁磁平面结构中畴壁成核和钉扎/脱钉扎过程.根据粒子磁矩的方向，研究了该系统在外磁场中的磁化反转特性。讨论了基于这种系统的磁逻辑单元（LC）的可能变体。
2017-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetic Properties of Ni-Fe Nanowire Arrays: Effect of Template Material and Deposition Conditions
本工作的目的是研究在不同的模板材料如多孔硅、聚碳酸酯和氧化铝上电沉积Ni-Fe纳米线阵列的磁性。研究了磁性作为模板材料的函数，在沉积过程中施加的磁场（平行和垂直），导线长度，以及测量过程中的磁场方向。结果表明，在沉积过程中施加磁场对Ni-Fe纳米线的c轴择优取向生长有显著影响。当磁场垂直于模板面时，样品表现出很强的垂直各向异性，其垂直方向的垂直度和矩形比都有很大的提高，特别是在聚碳酸酯模板中沉积的Ni-Fe纳米线。在聚碳酸酯模板的情况下，随着沉积期间的磁场增加，结晶度和矩形比也增加。还测量了聚碳酸酯模板的线长度依赖性。随着线长的增加，磁感应强度和矩形比减小，饱和磁场增大。这种磁性行为（依赖于模板材料、磁场、金属丝长度）可以用择优生长现象、偶极相互作用、磁致伸缩效应和磁致伸缩效应来定性解释。
2008-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torques in Co/Pd multilayer nanowires
研究了由20 nm厚的Co/Pd多层膜制成的具有垂直磁各向异性的铁磁纳米线的电流感生自旋轨道力矩。使用霍尔电压和锁定测量，发现在注入电流时，在平面内（Slonczewski样）和垂直（场样）扭矩在纳米线中建立。的扭矩效率被发现是高达1.17 kOe和5 kOe在108 A/cm 2的面内和垂直分量，分别为，这是令人惊讶地与以前的研究中的磁性双层膜（~ 1 nm）。我们发现，这一结果不能解释单独的自旋霍尔效应引起的扭矩在外界面，表明可能的贡献的大部分的Co/Pd多层。
2013-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent anisotropy and elastic effects in ferromagnetic nanowire arrays
依赖于温度的铁磁共振测量作为镍纳米线阵列的直径的函数，揭示了这些系统中的几个有趣的功能。随着直径从100 nm减小到15 nm，在50 nm处观察到由表面各向异性增加引起的过渡，易轴取向从平行于单个纳米线几何轴到垂直于单个纳米线几何轴。共振场$H_{res}$温度变化（液氦和室温之间）的分析揭示了潜在的强大的磁弹性效应，在记录和自旋电子学的潜在应用在小直径和大直径纳米线阵列。
2013-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Controlling magnetic configuration in soft-hard bilayers probed by polarized neutron reflectometry
本文利用极化中子反射测量技术系统研究了软磁/硬磁双层膜的界面磁构型，发现其高度依赖于软磁层厚度和饱和磁化强度，而受硬磁层参数影响较弱，为复合磁体的性能调控提供了设计依据。
2021-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Domain wall motions in perpendicularly magnetized CoFe/Pd multilayer nanowire
利用反常霍尔效应测量方法研究了600 nm宽的Ta（5 nm）/Pd（5 nm）/[CoFe（0.4 nm）/Pd（1.2 nm）] $_{15}$ /Ta（5 nm）多层膜纳米线中电流诱导畴壁运动.结果表明，在低至1.44 $\times$ × 10 $^{11}$ A·m $^{-2}$的电流密度下，可以驱动DW的运动.从脱钉场对电流的依赖关系中定量地分离了被认为是DW运动有效场的奥斯特场（$H_{Oe}$）和自旋转移矩场（$H_{ST}$）的影响。结果表明，壁的运动基本上是由非绝热性与高的非绝热因子$β$高达0.4。
2014-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin wave excitations in a nanowire spin-torque oscillator with perpendicular magnetic anisotropy
自旋力矩振荡器（STO）是一种新兴的微波器件，在自旋逻辑器件和下一代高速计算体系结构中具有潜在的应用前景。由于STO的非线性特性，STO很容易通过磁场和直流电流进行调谐。自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）是一种很有前途的STO类型，目前的研究大多集中在容易激发的局域模上。在这里，我们研究使用微磁学模拟，自旋扭矩引起的激发在纳米线器件的垂直磁各向异性（PMA）材料的性质。我们的结果表明，在包括PMA的本地化和传播的自旋波模式的激发是可行的。我们研究了模式激发的性质作为PMA强度（\text{K} $_u$）和电流的函数。实际上，我们估计了\text{K} $_u$的临界值，以允许传播自旋波的激发。我们属性本地化和传播模式之间的模式选择性的开关在非零\text{K} $_u$，这是由分析计算支持的系统的非线性从负到正的符号。我们的研究结果提供了深入的了解工程可重构微波器件的未来magnonic和计算应用。
2022-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Observation of Transverse and Vortex Metastable Magnetic Domains observed in Cylindrical Nanowires
我们提出了实验证据的亚稳态磁畴在圆柱形CoNi纳米线。横向（垂直）域以前只在平面纳米带中观察到。在这里，它们与沿着同一圆柱形纳米线的更传统的涡旋域一起被发现，表示具有相似自由能的双稳态系统。利用X射线磁圆二色性（XMCD）衬度和光发射电子显微镜（PEEM）分析了两种畴的表面和内部磁化强度分布，并利用磁光克尔效应测量了纳米线的磁滞回线。这些实验数据的理解和互补的微磁模拟相比。横向域状态是潜在的更重要的传感和记录应用程序比通常观察到的涡旋域，因为它们创建更大的表面杂散场。
2017-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Curvature induced modifications of chirality and magnetic configuration in perpendicular magnetized films
本研究通过实验和模拟证明，在Co/Pd垂直磁化薄膜中引入曲率可诱导DMI并改变磁畴构型，增强Néel型畴壁稳定性，为三维赛道存储器和神经形态计算器件设计提供新策略。
2025-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Oersted field and spin current effects on magnetic domains in [Co/Pd]15 nanowires
从载流Au线产生的面外奥斯特场用于诱导由具有垂直各向异性的[Co/Pd]15多层膜制成的线中的局部畴形成。将56-110 mA的100 ns脉冲电流注入Au线中，在Au线一侧的Co/Pd纳米线中产生120-290 nm的反向畴尺寸。一个Biot-Savart模型被用来估计的位置依赖性的奥斯特场周围的Au线。Co/Pd反转区的形状、大小和位置与未图案化膜的奥斯特场和开关场分布的大小一致。由于自旋转移效率低，Co/Pd纳米线中6.2 x 10^11 A m-2的电流密度并没有使畴壁平移，但是焦耳加热促进了在低于矫顽场的场中的畴生长。
2016-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Vortex Dynamics-Mediated Low-Field Magnetization Switching in an Exchange-Coupled System
磁涡旋是软磁纳米盘中拓扑稳定的磁性结构，因此引起了人们的广泛关注。人们对孤立系中磁涡旋的性质进行了大量的研究。在这里，我们展示了一个新的方面的磁涡旋的动力学强烈影响的磁结构的环境。我们利用一个纳米点的交换耦合双层与软磁Ni 81 Fe 19（坡莫合金; Py）具有磁涡旋和垂直磁化的L10-FePt表现出大的开关场（HSW）。在低磁场条件下，自旋波的涡旋动力学使得Py中的过剩能量积累，从而触发L10-FePt的反畴形核。我们的研究结果揭示了反畴成核的非局域机制，并提供了一个有效的HSW减少，是超低功率自旋电子器件所需的路线。
2016-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancing Domain Wall Speed in Nanowires with Transverse Magnetic Fields
动态微磁学模拟研究已经完成，以观察在磁纳米线的磁畴壁的运动，努力提高场驱动的磁畴壁的速度。先前的研究已经表明，当由沿纳米线方向放置的磁场驱动时，线尺寸对畴壁可达到的最大速度设置了上限。在这里，我们提出的数据显示了一个显着增加的磁畴壁的最大速度，由于添加了一个磁场放置垂直于纵向驱动场。结果表示在相对于畴壁内的磁矩的方向的横向场方向的相对对齐。特别地，当横向场平行于畴壁内的磁矩时，畴壁的速度随着横向场的强度增加而线性变化，最多增加20%。对畴壁结构的进一步研究表明，畴壁的长度也与横场的强度成线性关系。我们提出了一个简单的模型来关联的影响。
2007-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetothermopower and magnetoresistance of single Co-Ni/Cu multilayered nanowires
研究了不同厚度Cu间隔层的单层Co-Ni/Cu多层纳米线的磁热电势和磁电阻。这两种测量已被执行作为温度的函数（50 K至325 K）和下施加的磁场垂直于纳米线轴，在室温下的幅度高达15%。在磁场为隐式变量的情况下，发现纳米线的热电势S与电导率σ之间存在线性关系。结合S与σ的线性关系和Mott公式，确定了电阻率的能量导数。为了从测量的热电势中提取真实的纳米线材料参数，采用基于Mott公式的简单模型来区分样品的各个热电势贡献。通过假设纳米线的非扩散热电势贡献可以忽略，发现磁场引起的热电势和电阻率的变化是等效的。在本文件中的重点是比较的磁阻和magnetothemopower的结果，它被发现，相同的相关性是有效的两组数据之间的所有样品，无论相对重要性的巨磁阻或各向异性的磁阻贡献在各个单独的纳米线。
2016-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Domain wall motion governed by the spin Hall effect
永磁材料由于其高的各向异性而引起了人们极大的兴趣，这导致了极窄的纳米尺寸的畴壁。因此，最近研究的电流诱导畴壁运动（CIDWM）在这些材料的承诺，使一类新的数据，存储器和逻辑器件。在这封信中，我们提出自旋霍尔效应作为一个全新的机制CIDWM。我们能够仔细地调整Pt/Co/Pt纳米线上的脱钉实验中的净自旋霍尔电流，提供对CIDWM的独特控制。此外，我们确定的脱钉效率是密切相关的畴壁，我们控制沿纳米线的小字段的内部结构。CIDWM的这种新的表现形式提供了一个非常有吸引力的新的自由度操纵畴壁运动的电荷电流，并揭示了存在矛盾的报告CIDWM垂直磁化材料。
2012-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Exchange Coupling and Anisotropy of 3d Transition-Metal Nanowire on the Surface of Graphyne Sheet
利用密度泛函理论和Hubbard-U（DFT+U）方法，我们发现过渡金属（TM）吸附在石墨烯片表面可以构筑准一维（1D）3d锯齿形纳米线。结果表明，在sp杂化碳原子的作用下，锯齿形纳米线的TM交换耦合产生了长程铁磁有序，但Cr的反铁磁有序除外. TM链的磁交换作用遵循类似Zener的pz-d交换机制：面外pz-d交换和面内px-y-d交换共存。最后，通过在自旋密度泛函理论中引入自旋轨道相互作用，我们计算了石墨炔上TM链的磁各向异性能。我们发现Fe和Co链具有相当大的磁各向异性能和轨道磁矩。V、Cr、Mn和Fe链的易磁化轴垂直于表面，而Co链的易磁化轴位于表面。此外，只有V链表现出相对较大的面内各向异性。我们的研究结果为实现石墨烯在自旋电子学中的应用开辟了一条新的途径。
2013-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Geometric signature of reversal modes in ferromagnetic nanowires
磁性纳米线是研究磁性基本过程的良好平台，并且在记录（例如垂直存储）和自旋电子学（例如非易失性磁性存储器（MRAM）和磁性逻辑器件）中具有许多有吸引力的应用。在这项工作中，纳米线被用来研究磁化反转过程，通过一种新的几何方法。反射模在代表临界开关场轨迹的参数曲线上留下明确的印记。我们展示了不同的模式如何影响该曲线的几何形状取决于各向异性（单轴或立方各向异性），退磁和交换效应的性质。我们使用的样品是电化学生长的镍和钴纳米线。
2010-06-01 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Weak localization and electron-electron interactions in Indium-doped ZnO nanowires
采用激光辅助化学气相沉积法合成了铟掺杂的单晶氧化锌纳米线。纳米线的电导率在低温下在垂直和平行于线轴的磁场中测量。我们的数据的定量拟合得到，与理论的准一维金属系统的量子校正由于弱本地化和电子-电子相互作用。磁导率的各向异性与理论相符。这两个量子修正量的大小大致相等，温度依赖性分别为T^-1/3和T^-1/2。准二维表面电导率的替代模型被排除在平行磁场中的磁导率的振荡的情况下。
2009-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiscale micromagnetic / atomistic modeling of heat assisted magnetic recording
本文提出一种多尺度HAMR建模方法，结合原子自旋动力学与微磁模拟，在移动窗口内高效模拟FePt介质记录过程，并通过GPU优化显著提升计算速度。
2025-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Magnetism in Mn Nanowires and Clusters as δ-doped Layers in Group IV Semiconductors (Si, Ge)
IV族半导体（Si/Ge）的Mn掺杂是通过在IV族基质中嵌入薄Mn膜作为δ掺杂层来实现的。Mn层由单原子Mn线的致密层组成，其垂直于Si（001）-（2x 1）二聚体行或Mn簇定向。纳米结构覆盖有非晶Si或Ge覆盖层，这保留了δ掺杂层的特性。与STM的键合环境的分析相结合的元素特定的检测与X射线磁性圆二色性的磁性签名。具有离子键特性的Mn线在a-Ge覆盖层上的磁矩最大（2.5 μB/Mn），a-Si覆盖层导致磁矩略有降低，这是由于键几何结构的细微变化。我们的结果直接证实了Mn吸附在Si（001）表面的磁性理论预测。δ掺杂层的磁矩淬灭到0.5μB/Mn，主要由团簇组成，从而形成Mn-Mn键的反铁磁成分。
2017-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Measurements of the Carrier Dynamics and Terahertz Response of Oriented Germanium Nanowires using Optical-Pump Terahertz-Probe Spectroscopy
我们利用超快光泵太赫兹探测光谱测量了取向锗纳米线的太赫兹响应。我们目前的太赫兹响应的时间，频率和偏振依赖性的结果。我们的研究结果表明，带内能量弛豫时间的光激发载流子在1.5-2.0 ps的范围内，载流子密度相关的带间电子-空穴复合时间在75-125 ps的范围内，和载流子动量散射率在60-90 fs的范围内。此外，尽管纳米线的亚波长尺寸，纳米线的太赫兹响应是强烈的偏振依赖性。差分太赫兹传输被发现是大时，该领域是平行于纳米线偏振和非常小时，该领域是垂直于纳米线偏振。太赫兹响应的这种偏振依赖性可以用诱导的去偏振场和由此产生的表面等离子体频率的幅度来解释。
2009-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modified current induced domain wall motion in GaMnAs nanowire
我们报告电流诱导畴壁传播的图案化的GaMnAs微线与垂直磁化。一个意想不到的减慢的传播速度已被发现时，移动的磁畴壁延伸超过只有一半的宽度的线。这种减速与纵向壁沿金属丝轴线的伸长有关。通过使用能量平衡参数，预期的理论依赖的速度变化进行了计算，并与实验结果进行了比较。据此，当电流通过导线时，与纵向畴壁相关联的能量应当改变。这些结果提供了沿纵向畴壁横向自旋扩散的可能证据。
2013-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Systematic {\it ab initio} study of the magnetic and electronic properties of all 3d transition metal linear and zigzag nanowires
结果表明，除了反铁磁（AF）Fe链和反铁磁（NM）Ni链形成扭曲的两条腿梯外，所有的锯齿链都是一个共角三角带，并且总能量低于相应的直线链.所有线性和锯齿形结构的3d过渡金属都具有稳定或亚稳铁磁（FM）状态。在FM Sc、V、Mn、Fe、Co和Ni线性链中，费米能级处的电子自旋极化接近或大于90%。在锯齿形结构中，AF状态比仅在Cr链中的FM状态更稳定。结果表明，无论是线形结构还是锯齿形结构，形状各向异性能都与电子能相当，并且总是偏向于轴向磁化。在锯齿形链中，在垂直于链轴的平面内也存在明显的形状各向异性。值得注意的是，FM Ni线性链中的轴向磁各向异性是巨大的，为~12 meV/atom。有趣的是，当链被压缩或拉长时，在FM Fe和Co线性链中存在自旋重取向转变。在FM Fe、Co和Ni线性链中发现了大的轨道磁矩。
2007-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Tunable thermal conductivity in defect engineered nanowires at low temperatures
我们测量了InAs纳米线的热导率（$κ$），发现在10 ~ 50 K的温度范围内，它比体材料的热导率小3个数量级。我们认为，低的$κ$源于垂直于NW轴取向的双缺陷随机超晶格中声子的强局域化。我们观察到显着的电子贡献所产生的表面积累层，从而引起可调谐性的$κ$与应用程序的静电门和磁场。我们的设备和测量$κ$在不同的载流子浓度和磁场，而不引入结构缺陷，提供了一种手段来研究新的方面的纳米级热输运。
2011-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional helical transport in topological insulator nanowire interferometers
三维（3D）拓扑绝缘体的发现为产生由螺旋表面电子组成的不寻常相和粒子打开了一扇大门，提出了使用不寻常自旋性质的新应用。螺旋电子输运的证明是拓扑绝缘体物理和器件应用的关键一步。拓扑绝缘体纳米线的自旋织构表面电子在封闭的磁通量作用下形成一维能带，为实现自旋-动量锁定性质的量子输运提供了独特的纳米尺度平台。在这里，我们报告了一个拓扑保护的一维模式的表面电子在拓扑绝缘体纳米线存在于只有两个值的半磁量子通量（$\pm$ h/2 e）由于自旋贝瑞相（$π$）的观察。螺旋一维模式对无序是鲁棒的，但对垂直磁场破坏时间反演对称性是脆弱的。这一结果证明了一个设备具有强大的和容易访问的1D螺旋电子状态从3D拓扑绝缘体，一个独特的纳米电子系统，研究拓扑现象。
2014-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transmission XMCD-PEEM imaging of an engineered vertical FEBID cobalt nanowire with a domain wall
利用聚焦电子束诱导沉积（FEBID）技术，我们制备了具有可控三维结构的垂直铂涂层钴纳米线。后者被设计为沿高度弯曲：这些被用作畴壁的钉扎位点，我们使用X射线磁圆二色性（XMCD）结合光发射电子显微镜（PEEM）研究其存在。我们的样品的垂直几何形状与低入射的X射线束相结合，产生一个扩展的线影，我们使用它来恢复线的磁配置。在这种传输配置中，整个样品体积被探测，从而避免了PEEM对表面的限制。本文报道了第一次研究磁性纳米结构的立场垂直于衬底与XMCD-PEEM。在阴影模式下使用这种技术使我们能够确认畴壁（DW）的存在，而无需直接成像的纳米线。
2017-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pulse-assisted magnetization switching in magnetic nanowires at picosecond and nanosecond timescales with low energy
详细了解磁性纳米材料中的自旋动力学对于开发超快、低能和高密度自旋电子逻辑和存储器是必要的。在这里，我们开发的微磁模型和解析解，阐明增加阻尼和单轴各向异性的磁场脉冲辅助开关时间，能量和场的要求与垂直磁各向异性和钇铁石榴石类自旋输运性质的纳米线的效果。纳米线最初使用外部磁场脉冲（写入）和自弛豫来磁化。接下来，磁矩表现出确定性的开关后，接收2.5 ns长的外部磁脉冲在两个垂直极性。有利的阻尼（α~0.1-0.5）和各向异性能（10^4-10^5 J·m^-3）允许低至皮秒的磁化转换时间。利用自旋进动不稳定性，观察到磁场低于磁化强度的磁化反转。在开关速率、能量成本和所需的外部场之间出现了竞争或纳米磁性三元困境。开发具有优化阻尼和有效各向异性的磁性纳米线可以在室温下将开关势垒降低到3163 kBT。因此，纳米磁体中的脉冲辅助皮秒和低能量开关可以实现超快纳米磁性逻辑和元胞自动机。
2020-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage control of domain walls in magnetic nanowires for energy efficient neuromorphic devices
利用微磁模型分析了一种用于实现人工神经元和突触的节能压控畴壁器件在室温热噪声存在下的性能。通过在存在Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的情况下利用与垂直磁各向异性的电压产生的应变控制相关联的自旋转移或自旋轨道转矩来控制畴壁运动，在磁隧道结的自由层中实现畴壁的不同位置以编程不同的突触权重。这种设备的缩放的可行性进行评估，在存在的热扰动，妥协的可控性。此外，人工神经元可以通过将该DW器件与CMOS缓冲器相结合来实现。这为实现节能的电压控制纳米磁性深度神经网络提供了一条可能的途径，该网络可以实时学习。
2019-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An ab-initio theory for the temperature dependence of magnetic anisotropy
本文提出了金属铁磁体磁各向异性K随温度T变化的第一性原理理论。它是基于相对论电子结构理论和磁矩的计算。在相对论推广的“无序局域矩”（R-DLM）理论中描述了热诱导的“局域矩”磁涨落，并由此找到了磁化强度m与T的依赖关系.我们将这一理论应用于具有四轴晶体对称性的单轴磁性材料L1_0-有序FePd，并发现其单轴K与垂直于Fe/Pd层的磁易轴一致，对于所有m，并且对于宽范围的m值，与m的平方成比例。这与我们以前在L1_0有序FePt中发现的趋势相同，并且与实验一致。然而，这个帐户，从一个单一的离子各向异性模型中提取的定性不同。我们还研究了软磁立方磁体Fe（50）Pt（50）固溶体，发现它的小磁各向异性常数K_1从8微eV迅速减小到零。K从在低T下与m的七次方成比例发展到居里温度附近的四次方。
2006-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Angular and temperature dependence of current induced spin-orbit effective fields in Ta/CoFeB/MgO nanowires
在金属/铁磁体/氧化物三层膜中电流感生自旋轨道有效磁场提供了一种新的方法来操纵磁化强度，这是一种替代传统的电流感生自旋转移力矩所产生的非共线磁化。Ta/CoFeB/MgO结构由于其垂直各向异性和大电流诱导的自旋轨道有效场而被期望用于非易失性存储器和逻辑器件。然而，许多方面，如角度和温度依赖的有效场的现象是很少了解。在这里，我们评估的角度和温度依赖性的电流诱导的自旋轨道有效场考虑从反常和平面霍尔效应的贡献。在300 K时，有效场的纵向和横向分量与磁化方向有很强的角度依赖关系。横向场随温度的降低而显著降低，而纵向场则表现出较弱的温度依赖性。我们的研究结果揭示了重要的功能，并提供了一个更全面的了解电流诱导的自旋轨道有效场的机会。
2014-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universality between current- and field-driven domain wall dynamics in ferromagnetic nanowires
自旋极化的电流对局部磁自旋施加转矩，导致铁磁纳米线中的磁畴-壁（DW）运动。这种电流驱动的DW运动为下一代由电流而不是磁场控制的磁性器件提供了巨大的机会。然而，电流驱动的DW运动的性质-被认为与磁场驱动的DW运动有质的不同-仍然还不清楚，主要是由于痛苦的高操作电流密度J_OP，这引入了不可控的实验伪像与严重的焦耳加热。降低J_OP对器件的实际运行也是至关重要的。通过使用具有垂直磁各向异性的金属Pt/Co/Pt纳米线，我们在这里证明了DW在电流密度低至10^9 A/m^2的范围内的运动-比现有报告小两个数量级。令人惊讶的是，电流驱动的运动表现出与场驱动的运动相同的缩放行为，因此，尽管它们有质的差异，但属于相同的普适性类。此外，由电流或场（或两者）驱动的所有DW运动都坍缩到一条曲线上，这表明两种驱动机制的统一。统一的法律体现在低电流密度下的非零电流效率下降到实用水平，适用于新兴的磁性纳米器件。
2010-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic anisotropy and de Haas - van Alphen oscillations in a Bi microwire array studied via cantilever magnetometry at low temperatures
我们报告的测量低温（T = 0.5 K）振荡磁化在一个高密度阵列的50微米直径的线的多晶铋利用高灵敏度的硅悬臂磁强计。我们发现，磁响应是强烈的各向异性，是大得多的磁场垂直于磁场平行于线轴。我们认为，这是一个几何效应所造成的阵列中的个别微丝的大的纵横比。由于与较重的空穴相比回旋加速器轨道较大，因此微丝的磁响应由轻电子主导。我们发现de Haas-van Alphen振荡很容易分辨，并讨论了这种技术在Bi纳米线阵列研究中的应用。
2003-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Collective spin excitations in bi-component magnonic crystals consisting of bi-layer Permalloy/Fe nanowires
在发展中的磁振子领域，通过具有不同磁性的材料的适当组合及其在亚微米尺度上的纳米结构来实现自旋波传播的剪裁是非常重要的。我们已经利用深紫外光刻，结合倾斜阴影沉积技术，制造紧密间隔的双层纳米线（NW）的阵列，间隔d=100 nm和周期a=440 nm，具有底部和顶部层分别由坡莫合金和铁制成。NW具有矩形截面（相等宽度的底层和上层）或L形截面（一半宽度的上层）。利用布里渊光散射技术测量了上述双层纳米线阵列中集体自旋波激发的频散，同时在倒易空间的三个布里渊区上垂直于线长扫描波矢量。对于矩形NW，最低频率基本模式，其特征在于跨NW宽度的动态磁化的幅度的准均匀分布，表现出相当大的和周期性的频率分散。类似的色散模式也存在于L形纳米线中，但模式振幅集中在纳米线的薄侧。分析了与上述基模相关的磁振子带的宽度和中心频率，表明两者都可以通过改变外加场来调谐。此外，对于L形的NW，它示出，也有第二色散模式，在较高的频率，其特征在于集中在NW的厚侧的振幅。这些实验结果已被定量再现的原始数值模型，其中包括二维格林函数的动态磁化和层间交换耦合层间的偶极场。
2016-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall propagation due to the synchronization with circularly polarized microwaves
寻找一个新的控制磁性纳米结构中磁畴壁（DW）运动的参数是非常重要的，特别是对于自旋电子学的应用。在这里，我们表明，在GHz频率（微波）的圆极化磁场（CPMF）可以有效地驱动DW沿磁性纳米线传播。确定了两种运动模式：低频下的刚性DW传播和高频下的振荡传播。此外，CPMF下的DW运动等效于Khvalkovskiy等人最近提出的垂直于平面磁位形的电流中的均匀自旋电流下的DW运动[Phys.Rev.Lett. 102，067206（2009）]，并且CPMF频率起电流的作用。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain walls within domain walls in wide ferromagnetic strips
我们进行了大规模的微磁学模拟表明，由于拓扑结构的限制，内部畴壁（布洛赫线）内扩展畴壁更强大的纳米线比畴壁。因此，自旋电子学应用的可能性，基于他们的运动沿畴壁出现。内部畴壁在垂直磁化介质中的畴壁内成核，同时出现阈值驱动力以上的畴壁速度的Walker击穿样突然减小，并且也可以在钉扎的局部畴壁内产生。我们观察到快速的字段和电流驱动的内部畴壁动力学没有沃克击穿沿钉扎畴壁，起源于拓扑保护的内部畴壁结构，由于周围的平面外域。
2015-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
