Observation of Magnonic Band Gaps in Magnonic Crystals with Nopnreciprocal Dispersion Relation
从理论和实验上研究了磁振子晶体表面金属化对表面自旋波（SSW）谱带隙形成的影响。所考虑的结构是一维磁振子晶体的基础上钇铁石榴石与蚀刻槽与金属屏幕上的波纹表面的顶部，没有it.Due的非互易性的传播的SSW的带隙的移位到更高的频率和从边界的布里渊区中存在的导电覆盖层的传输线实验测量的阵列。数值计算和模型分析的结果与实验数据一致，并给出了进一步的洞察带隙的起源和属性的非互易SSW在金属化的磁振子晶体。这给出了积极的答案，悬而未决的问题，检测的自旋波的谱中的磁振子带隙的磁振子晶体中的非互易色散的可能性，并创造了新的应用和改进现有的原型磁振子设备的潜力。
2014-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Spin-wave propagation in cubic anisotropic materials
现代技术的信息载体是电子电荷，电子电荷的传输不可避免地产生焦耳热。自旋波，电子自旋的集体进动运动，不涉及移动的电荷，因此避免焦耳加热。在这方面，磁振子装置，其中的信息是由自旋波进行低功率计算吸引了兴趣。然而，用于实际使用的磁振子器件的实现遭受低自旋波信号和开/关比。在这里，我们证明了立方各向异性材料可以通过提高自旋波振幅以及群速度和衰减长度来增强自旋波信号。此外，立方各向异性材料通过横向局部化边缘模式显示出增强的开/关比，这紧密地模仿了传统场效应晶体管中的栅控导电沟道。立方各向异性材料的这些优良特性将极大地推动磁光学研究向波基功能器件方向发展。
2017-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Unidirectional propagation of spin waves excited by femtosecond laser pulses in a planar waveguide
低能磁振子逻辑电路是现代磁学中一个活跃的发展领域。磁振子在数据处理方面的潜在优势主要取决于基于自旋波非互易传播的单元，类似于电子学中的半导体二极管和晶体管。本文提出了用飞秒激光脉冲激发自旋波在铁磁金属波导中实现非互易传播的方法。利用微磁模型，我们表明，外部磁场和激发激光光斑的位置的组合，在波导导致单向传播的激发自旋波包。这些结果对于未来几代数据处理设备中混合磁光电路的设计至关重要。
2023-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Sub-millimeter propagation of antiferromagnetic magnons via magnon-photon coupling
本研究利用时间分辨成像观测 BiFeO$_3$ 中相干磁振子极化激元的时空动力学，证明反铁磁磁振子可借助磁振子-光子强耦合实现数百微米传播。
2024-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Propagation of spin-waves packets in individual nano-sized yttrium iron garnet magnonic conduits
现代基于CMOS的计算技术正在达到其根本的局限性。新兴的磁振子领域利用自旋波进行数据传输和处理，为克服这些限制提供了一条有前途的道路。最近已经在宏观尺度和微观尺度上展示了不同的器件，但是磁致伸缩方法的可行性基本上依赖于结构特征尺寸的可缩放性，其可缩放性低至几个10 nm的程度，这是已建立的CMOS技术的典型尺寸。在这里，我们提出了一个研究的传播自旋波包在个别钇铁石榴石（YIG）导管的横向尺寸下降到50纳米。利用空间和时间分辨的微聚焦布里渊光散射（BLS）光谱对YIG纳米结构进行了表征，并直接测量了自旋波衰减长度和群速度。揭示的磁振子输运的规模相当于CMOS的规模证明了磁振子为基础的数据处理的一般可行性。
2020-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
An all-magnonic neuron with tunable fading memory
RPTU Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道莱布尼茨技术大学）；V. G. Baryakhtar Institute of Magnetism of the NAS of Ukraine（乌克兰国家科学院V.G.巴里亚赫塔尔磁学研究所）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；INNOVENT e.V. Technologieentwicklung（INNOVENT技术开发协会）；Politecnico di Bari（巴里理工大学）；University of Messina（墨西拿大学）
该研究提出了一种全磁子神经元，利用磁子频率偏移实现非线性激活，并通过可调衰减记忆实现时间积分，展示了其在连接磁子电路中的应用潜力。
2026-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Magnonic spin-transfer torque MRAM with low power, high speed, and error-free switching
讨论了一类新的自旋转移矩磁性随机存取存储器（STT-MRAM），其中使用热引发的磁振子电流脉冲作为常规电流脉冲的替代来实现写入。磁振子脉冲用于使磁性自由层从其初始方向不稳定，并且紧接着是在自由层上施加常规自旋转移扭矩的双极电流。与常规STT-MRAM相比，热电流和电流的组合极大地减小了切换误差，并且同时将电切换电流密度减小了一个数量级以上。几种可能的电热电路设计的能量效率进行了数值分析。与具有垂直磁各向异性的STT-MRAM相比，磁振子STT-MRAM将总开关能量降低了几乎80%。此外，较低的电流密度允许使用较厚的隧道势垒，这将导致较高的隧穿磁阻和改进的隧道势垒可靠性。更低的功耗、更高的可靠性、更高的集成密度和更大的读取裕度的组合使得磁振子STT-MRAM成为未来非易失性存储的有希望的选择。
2011-05-27 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Curved magnonic waveguides based on domain walls
本文从理论上和微磁学模拟上证明了自旋波与畴壁的沟道效应。结果表明，传播激发本地化的墙壁，这出现在频率差距的体自旋波模式，可以有效地引导在弯曲的几何形状，并可以传播在附近的其他通道没有可察觉的散射或损失的相干性。对于由界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用产生的Néel型壁，沟道是强非互易的，并且在某些传播方向的长波长极限中群速度可以超过1 km/s。
2014-11-17 cond-mat.mtrl-sci
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
Switchable Magnonic Crystals Based on Spin Crossover/CrSBr Heterostructures
Instituto de Ciencia Molecular (ICMol), Universitat de Valencia（瓦伦西亚大学分子科学研究所）；Washington State University（华盛顿州立大学）；Faculty of Physics, Alexandru Ioan Cuza University（亚历山德鲁·约安·库扎大学物理学院）
通过结合可切换自旋交叉分子与二维磁体，实现可调磁子晶体，用于可编程磁子器件。
2025-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Generation of magnonic spin wave traps
空间分辨测量的磁化强度动态诱导的强激光泵浦脉冲显示，所产生的自旋波模式的频率强烈依赖于到泵浦中心的距离。这可以归因于激光产生的温度曲线。在CoFeB薄膜磁振子晶体上，Damon-Eshbach模式预期远离激发点传播。实验表明，这种传播受到强烈的温度梯度的阻碍
2014-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Tunability of domain structure and magnonic spectra in antidot arrays of Heusler alloy
适用于磁振子晶体的材料要求低磁阻尼和长自旋波（SW）传播距离。在这种情况下，基于Co的Heusler化合物是基于磁振子的应用的理想候选者。本文采用电子束光刻和溅射技术制备了不同形状的外延$\mathrm{Co}_2\mathrm{Fe}_{0.4}\mathrm{Mn}_{0.6}\mathrm{Si}$（CFMS）Heusler合金薄膜反点阵阵列。磁光克尔效应和铁磁共振分析证实了该薄膜中主要存在立方磁各向异性和中等程度的单轴磁各向异性。域成像通过X射线光电子显微镜上的antidot阵列揭示链状开关或相关的更大的域的不同形状的antidot。利用时间分辨MOKE显微术研究了不同形状反量子点的进动动力学和磁振模。我们表明，在这种反点阵列的光致自旋波谱可以通过改变孔的形状进行调谐。内场分布、钉扎能垒和各向异性的变化显著地改变了具有不同形状的反点阵列内的自旋波谱。我们进一步表明，通过结合磁晶各向异性与形状各向异性，可以实现一个额外的自由度来控制这种反点晶格中的磁振子模式。
2019-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Phenomenological description of the nonlocal magnetization relaxation in magnonics, spintronics, and domain-wall dynamics
Baryakhtar利用Onsager关系式导出了Landau-Lifshitz-Baryakhtar（LLBar）方程，该方程可以看作是Landau-Lifshitz（LL）方程和一个额外的“交换阻尼”项的组合.我们解释的起源，这种“交换阻尼”的非本地阻尼连接到自旋电流泵。对LLBar方程的自旋波衰减和畴壁运动进行了数值和解析研究。结果表明，在非局域阻尼作用下，短波长磁振子的寿命和传输长度可能比LL方程给出的结果小得多。此外，我们发现，畴壁迁移率和沃克击穿场的强烈影响的非局域阻尼。
2015-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Lateral transport properties of thermally excited magnons in yttrium iron garnet films
磁振子所携带的自旋信息对计算技术具有重要的意义，基于磁振子的计算电路的发展也引起了人们极大的兴趣。然而，绝缘体中的磁振子输运一直具有挑战性，不同于导体中自旋输运的清晰物理图像。本文研究了钇铁石榴石（YIG）模型磁绝缘体中热激发磁振子的横向输运性质。在非局部几何器件中检测到的自旋的极性反转已经被实验观察到，并且强烈依赖于温度、YIG膜厚度和注入器-检测器分离距离。提出了一个与自旋信号行为定性一致的热激发磁振子竞争双通道输运模型。除了对热磁振子输运的基本意义外，我们的工作还通过创建一个易于获得的具有可控输运的磁振子源来促进磁振子学的发展
2017-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnonic Hall Effect and Magnonic Holography of Hopfions
本研究利用微磁学模拟揭示磁 Hopfion 对自旋波的各向异性散射，包括透镜效应、斜散射与 Aharonov-Bohm 效应，并提出以磁振子全息术探测 Hopfion。
2023-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Writable spin wave nanochannels in an artificial-spin-ice-mediated ferromagnetic thin film
利用自旋波来传输和处理信息的磁光电子学是一种很有前途的低功耗数据处理技术。其中一个主要的挑战是自旋波传播路径的局部控制。在这里，我们引入了可写磁振子的概念，利用人工自旋冰系统的高度灵活的可重构性和可重写性。使用微磁学模拟，我们表明，全球可切换的自旋波传播和本地可写的自旋波纳米通道可以实现在人工风车自旋冰下的铁磁薄膜。由可重构自旋波纳米通道实现的可编程磁振子提供了一种独特的设置，以设计用于超低功耗应用的可编程磁振子电路和逻辑器件。
2022-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnonic band gaps in waveguides with a periodic variation of the saturation magnetization
我们提出了一个磁振子晶体实现为坡莫合金自旋波波导与其饱和磁化强度的空间周期性变化的自旋波传播的微磁学分析。在自旋波透射谱中清楚地观察到频率带隙，并且它们的起源可以追溯到基本和高阶自旋波宽度模式的单个带隙的重叠。控制的深度，宽度和位置的频率和空间的抑制带隙的宽度区域与减少磁化和调制水平，在这项研究中进行了讨论。
2013-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exceptional sign changes of the non-local spin Seebeck effect in antiferromagnetic hematite
基于纯磁振子自旋电流在反铁磁绝缘体材料中传播的低功率自旋电子器件提供了优于铁磁组件的几个明显优点，包括更高频率的磁振子和抗干扰外部磁场的稳定性。在这项工作中，我们利用铁氧化物的绝缘反铁磁相，赤铁矿$α$ -Fe $_2$ O $_3$来研究热产生的磁振子自旋电流的长距离输运。我们报告的自旋Seebeck效应产生的磁振子的激发，平行和垂直于反铁磁易轴下施加的磁场运输。利用原子的赤铁矿玩具模型，我们计算了输运特性的反铁磁有序的偏离平衡下施加的电场。我们解决的作用的磁序参量的运输，实验中，我们发现显着的热自旋运输，而不需要一个净磁化。
2021-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Towards Magnonic Logic and Neuromorphic Computing: Controlling Spin-Waves by Spin-Polarized Current
自旋波（磁振子）是为信息传输和计算构建快速而节能的平台的主要候选者之一。在这里，我们从理论上和最先进的微磁模拟的影响，战略注入自旋极化电流可以控制磁子输运。我们分析揭示了张-李自旋转移力矩与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用在线性区域中的磁振子散射类似，从而给出了描述自旋波在不同电流密度区域传播的广义斯涅耳定律.我们验证了后者在现实系统的数值模拟，并说明这些发现可能有助于推进自旋波逻辑和神经形态计算设备的设计。
2023-01-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Theory of Spin-Wave Frequency Gaps in 3D Magnonic Crystals. Application to Manganites
研究了由两种铁磁材料组成的宏观结构中的自旋波谱，并显示出三维周期性：位于三维晶格节点中的球形铁磁颗粒嵌入具有不同铁磁性质的基质中。在计算的磁振子谱中发现了自旋波传播的禁频区。发现间隙的位置和宽度取决于复合材料中的磁性（交换和磁化）对比度，以及其结构参数（填充分数，晶格类型）。应用我们的理论解释了最近由S。Hennion { \em等人}，我们获得了与实验结果良好的（尽管是近似的）定量一致性。在此基础上提出了一个工作假设，假设某些锰氧化物可以被视为天然的3D磁振晶体。
2005-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Skyrmion Tubes as Magnonic Waveguides
各种最新的实验已经证明了理论预测，即平面磁结构中的畴壁可以作为出色的磁振子波导来引导自旋波，为构建磁振子器件建立了极好的平台。近年来，三维纳米磁性得到了迅速的发展，成为磁学的一个重要分支，因为三维磁性结构揭示了隐藏在平面磁性结构背后的许多新物理现象，必将为器件工程提供更广阔的空间。Skyrmions和antiSkyrmions，作为自然的三维磁配置，尚未考虑在自旋波沟道和转向的背景下。在这里，我们表明，skyrmion管可以作为非平面磁振子波导，如果适当的激发。磁性纳米棱镜中的隔离skyrmion管诱导自旋波的空间分离的内部和边缘通道;与边缘通道相比，内部通道具有更窄的能隙，因此可以以更低的频率传输信号。此外，我们验证了这些自旋波光束沿磁性纳米棱镜被限制在势阱的区域。自旋波信号在这种波导中的传输是由Skyrmion的局部驱动本征模的相干传播引起的，即，呼吸和旋转模式。最后，我们发现沿着内部通道的自旋波比沿着边缘通道的自旋波更不易受磁场的影响。我们的工作将为自旋波操纵开辟一个新的舞台，并帮助弥合skyrmionics和magnonics。
2019-01-02 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
Atomistic spin dynamics simulations of magnonic spin Seebeck and spin Nernst effects in altermagnets
基于第一性原理对金红石进行原子尺度自旋动力学模拟，揭示了交错磁体中依赖于磁子传播方向的显著自旋塞贝克与自旋能斯特效应及有限自旋积累。
2024-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybrid Magnonics with Localized Spoof Surface Plasmon Polaritons
本文提出一种支持赝局域表面等离激元的微波螺旋谐振器，通过与钇铁石榴石球实现强光子-磁振子耦合，并展示了其在混合磁振子系统中的工程潜力和应用前景。
2024-09-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Thermomagnonic Torques in Insulating Altermagnets
University of Nebraska（内布拉斯加大学）
研究绝缘反铁磁体中各向异性热磁扭矩的对称性控制理论，揭示了由热生成的子晶格奇 spin 电流引起的 spin-splitter 磁扭矩和由晶体对称性决定的各向异性熵扭矩，以及温度梯度下的磁纹理响应。
2026-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Dynamics in Patterned Magnetic Multilayers with Perpendicular Magnetic Anisotropy
在过去的几十年里，纳米结构中的磁化动力学已经被广泛研究，纳米磁学在这段时间里发生了显着的变化，发现了新的效应，开发了许多应用，并确定了有前途的新方向。这包括磁振子学，一个新兴的研究领域，面向自旋波动力学及其应用的研究。在这种情况下，薄铁磁薄膜与垂直磁各向异性（PMA）提供了有趣的机会，研究自旋波，特别是由于面外磁化剩磁或在相对较弱的外部磁场。这是唯一的磁化配置提供各向同性的平面内自旋波传播的样品平面内，前体积静磁自旋波几何形状。各向同性色散关系在设计信号处理设备中非常重要，为直接复制从光子学到磁振子学的各种概念提供了优越的前景。类似于光子或声子晶体，它们是光电子学和声子学的构建块，磁振子晶体被认为是磁振子应用中的关键部件。最近研究了纳米点阵列和具有周期性孔阵列的结构化铁磁薄膜，通常称为基于PMA多层膜的反点晶格。新的磁振子传播的自旋波模式，开发的带隙，和限制模式，有关的性质进行了论证。此外，非平凡的磁振子带拓扑的存在已被证明。此外，PMA和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的组合导致形成手性磁化状态，包括Néel畴壁，skyrmions和skyrmionium状态。
2022-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermally activated nature of synchro-Shockley dislocations in Laves phases
本研究针对Laves相中共格Shockley位错运动热激活本质不明的问题，探究不同应变水平下的跃迁机制，将事件分为剪切敏感与不敏感两类，明确了热激活对其运动的关键作用。
2023-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal Spin-Wave Propagation in Anisotropy-Graded Iron Films Prepared by Nitrogen Implantation
本文研究氮注入制备的梯度FeN膜，发现氮注入诱导膜厚方向各向异性梯度分布，改变自旋波空间局域化并产生频率不对称，且可通过注入剂量调控，为磁振子器件提供新功能途径。
2025-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Phase-resolving spin-wave microscopy using infrared strobe light
针对混合磁振子系统中磁化动力学探测及量子磁振子学对磁振子相位检测的需求，本文提出基于1550nm红外频闪光的光学技术，实现空间与相位分辨的光谱成像，为相关研究提供通用探测平台。
2024-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Tunable spin-wave nonreciprocity in ferrimagnetic domain-wall channels
该研究理论与数值分析外场下亚铁磁畴壁通道中的自旋波非互易传播，揭示DMI的双重调控作用，并提出可通过反转磁场可逆切换非互易性符号的可控传输方案。
2025-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Predicting tunable nonreciprocal spin wave generation mediated by interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction in magnonic heterostructures
University of Glasgow（格拉斯哥大学）；University of Newcastle（纽卡斯尔大学）；University of Colorado at Colorado Springs（科罗拉多大学斯普林斯分校）
通过界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用介导的可调非 reciprocity自旋波生成的预测，利用自旋波色散和重叠函数方法，实现非 reciprocity条件的预测与优化。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.app-ph
Long-distance propagation of high-velocity antiferromagnetic spin waves
Fert Beijing Institute, MIIT Key Laboratory of Spintronics, School of Integrated Circuit Science and Engineering, Beihang University（北京航空航天大学集成电路科学与工程学院）；International Quantum Academy（国际量子科学院）；Department of Materials, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院材料系）；Key Laboratory of Advanced Materials (MOE), School of Materials Science and Engineering, Tsinghua University（清华大学材料科学与工程系）；Shenzhen Institute for Quantum Science and Engineering, Southern University of Science and Technology（南方科技大学深圳量子科学与工程学院）
该研究在室温下实现了反铁磁自旋波的远距离高速传播，通过微波传输和理论分析揭示了其色散关系及交换刚性长度，为反铁磁磁子器件的发展提供了理论支持。
2022-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Cavity-Induced Strong Magnon-Magnon Coupling in Altermagnets
研究altermagnets中腔光子介导的相反手性交换磁子的长距离强耦合，发现其高度各向异性，为基于磁子的量子信息处理开辟新途径。
2023-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Strong photon-magnon coupling using a lithographically defined organic ferrimagnet
我们展示了一个由超导共振光子和磁振子组成的混合量子系统，该系统由有机亚铁磁体钒四氰基乙烯（V[TCNE] $_x$）托管。我们的工作的动机是可扩展地将任意形状的低阻尼磁系统与平面超导电路集成在一起，从而实现了许多以前无法实现的量子磁振子电路设计。例如，通过利用磁振子的固有性质，可以实现使用磁振子传播而不是电流的非互易磁振子介导的量子器件。我们利用V[TCNE] $_x$的特性，其具有超低的固有阻尼，可以在任意衬底上在低加工温度下生长，并且可以通过电子束光刻进行图案化。我们展示了可扩展的，光刻集成制造的混合量子磁振子器件组成的薄膜超导谐振器耦合到一个低阻尼，薄膜V[TCNE] $_x$微结构。我们的器件工作在强耦合区，在T $\sim$ 0.4 K时协同系数高达1181（44），适合于可扩展的量子线路集成。这项工作为探索高协同性混合磁子量子器件铺平了道路，在这种器件中，磁子电路可以像电线一样容易地设计和制造。
2022-12-08 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
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
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
Twisting and tweezing the spin wave: on vortices, skyrmions, helical waves, and the magnonic spiral phase plate
自旋波是磁有序材料的低能激发。它们是有序相稳定性分析的关键元素，具有丰富的技术应用。最近，我们发现磁性纳米线的自旋波沿传播方向可能携带一定量的轨道角动量分量。这种螺旋，除了手征，自旋波的特点是有关的自旋波相位的空间调制跨越导线。然而，用常规磁场产生和控制这种模式仍然是一个挑战。在这里，我们通过适当地合成具有不同自旋波速度的两种磁性材料，提出了\textit{magnetic}螺旋相位板的第一个建议。全数值微磁学模拟表明，尽管退磁场的结构复杂，均匀的自旋波通过螺旋相位板达到所需的扭曲和传播所需的轨道角动量进一步。虽然来自有序相的激发可能具有扭曲，但磁化本身可以由于内部场而扭曲，并形成所谓的磁涡旋。我们指出这两种类型的磁现象之间的差异，并讨论它们可能的相互作用。
2019-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nonreciprocal magnon propagation in a noncentrosymmetric ferromagnet
相对论自旋轨道相互作用极大地改变了电子能带，赋予了涌现功能。其中一个例子是Rashba效应。在非中心对称系统中，如界面和极性材料，由于自旋-轨道相互作用，电子能带会根据动量方向发生自旋分裂，这对于自旋电流的电操纵是非常有用的。磁性材料中的自旋波（磁振子）也出现了类似的相对论能带修正。Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用是由自旋-轨道相互作用产生的反对称交换相互作用，在非中心对称的铁磁体中，这种相互作用引起的非对称磁振子带色散是理论预期的，并且最近在实验中观察到了这种非对称磁振子带色散.在这里，我们证明了非中心对称亚铁磁体LiFe $_5$ O $_8$中的非对称磁振子带可以引起非互易微波响应。这一结果为基于相对论能带工程的磁振子器件的设计提供了一条新的途径。
2015-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-Field Regime of Magnon Transport in Yttrium Iron Garnet
本文研究YIG薄膜中磁振子输运的低场与无场区，发现零场极限才能完全消除磁场对扩散长度的抑制，并通过模拟揭示面内单轴各向异性是控制无场工作的关键参数，低温下该有效场增强十倍。
2024-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Cherenkov effect in a magnetic nanostrip with interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction
自旋切伦科夫效应使自旋波（SW）的强激发与非线性波色散。Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinski-Moriya）导致短波传播的各向异性和非互易性。在这项工作中，我们研究了微磁性的框架内坡莫合金薄膜条带中的SW切伦科夫激发的界面的影响。通过进行微磁模拟，它表明，相干SW被激发时，移动磁源的速度超过SW的传播速度。此外，与零磁感应强度的情况相比，有限磁感应强度的运动磁源的阈值速度可以降低。因此，它提供了一个有前途的路线，有效的SW产生和传播，在自旋电子和磁振子器件的潜在应用。
2016-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin wave propagation in corrugated waveguides
曲率诱导效应使我们能够定制具有高自由度的磁系统的静态和动态响应。研究了用聚焦电子束沉积法在正弦调制衬底上制备的波纹磁振子波导。膜的厚度与调制幅度相当的表面曲率局部修改偶极和交换能的贡献，并导致有效的各向异性项，其可以根据需要根据确切的几何形状进行调整。我们表明，由布里渊光散射显微镜，在没有外部磁场的存在下，自旋波传播的距离10 $\times$大的波纹波导比在平面波导。进一步分析了调制幅度对自旋波传播的影响，得出了调制幅度适中时，自旋波衰减长度不受影响的结论。对于较大的振幅，衰减长度随调制的增加而线性减小。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Atomic antiferromagnetic domain wall propagation beyond the relativistic limit
从理论上研究了自旋轨道场驱动下反铁磁体中原子畴壁的动力学行为。对于一个DW与几个晶格常数的宽度，我们确定了Peierls的钉扎效应，与脱钉场指数衰减的DW宽度，使自旋轨道场适度大于阈值可以驱动传播的原子DW在一个逐步的方式。对于宽DW，Peierls钉扎小到可以忽略。然而，外部自旋轨道场可以诱导快速DW传播，伴随着其宽度的显着收缩到原子尺度。在步入钉扎区之前，DW的尾部会发射出明显的自旋波。自旋波发射事件不仅加宽了DW的有效宽度，而且还将DW速度推过了通常被认为是DW速度的相对论极限的磁振势垒。而现有的动力学理论的基础上连续近似失败的原子尺度，我们开发了一个能量转换理论来解释DW动力学超越相对论极限。
2018-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal weakening of cracks and brittle-ductile transition: a phase model
我们提出了一个模型的热激活裂纹在弹性基体中的传播。传播被认为是一个亚临界现象，其动力学被描述的阿罗修斯定律。在这一定律中，我们考虑了裂纹前缘的热演化，假设一部分释放的机械能在塑性加工区转化为热量。我们发现，这样的模型导致一个两相裂纹扩展：第一阶段在低速的温度升高是影响不大，传播主要是由机械载荷和介质的韧性，和第二阶段，在该裂纹是热弱化，并以更大的速度传播。这种双重行为可以潜在地解释通常的粘滑脆性断裂，我们说明如何与模式I裂纹在薄无序介质中传播的数值模拟。此外，我们预测存在一个极限的环境温度以上的削弱相停止存在，我们提出了这种临界现象作为一种新的解释脆韧性转变的固体。
2020-02-25 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Ignition and Propagation of Magnetic Avalanches in Mn$_{12}$-Acetate: the effect of quantum tunneling
使用导线加热器点燃沿分子磁体Mn $_{12}$ -acetate的单晶的易磁化轴施加的固定磁场中的磁雪崩，我们报告快速的局部测量的温度和局部磁化强度的时间分辨测量作为磁场的函数。除了确认在传播速度的最大值，我们发现，雪崩触发在阈值温度下，表现出明显的极小值在共振磁场，表明热辅助量子隧穿起着重要的作用，以及在分子磁体中的磁雪崩的点火和传播。
2007-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of the origin of the spin Seebeck effect - bulk vs. interface effects
绝缘体中自旋塞贝克效应的观察意味着自旋热电子学的突破，这是由于在绝缘系统中通过热激发而不移动载流子产生纯自旋电流的独特能力。自从最近的第一次观测以来，观测到的信号的潜在机制和起源一直备受争议。在这里，我们提出了一个特征依赖的纵向自旋塞贝克效应振幅的绝缘铁磁体（YIG）的厚度。我们的测量结果表明，所观察到的行为不能解释的任何影响，起源于接口，如磁邻近效应的自旋探测器（Pt）。热磁振子自旋电流的理论计算的比较产生定性协议的厚度依赖性所产生的有限的有效磁振子传播长度，使效果的起源可以追溯到真正的批量磁振子自旋电流排除寄生接口的影响。
2013-06-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Nanomagnonic waveguides based on reconfigurable spin-textures for spin computing
作为一种新兴的信息处理技术，磁光学的发展势头越来越大。自旋波的波动特性和焦耳热自由传播，为基于集成磁振子电路的高效模拟计算平台提供了希望。微型化是一个关键问题，但到目前为止，只有少数的例子，操纵的自旋波的纳米结构已被证明，由于定制的纳米磁性与传统的制造技术的困难。在这封信中，我们展示了一个前所未有的程度的控制在纳米级的自旋波的操纵，通过使用图案化的可重构自旋纹理。通过空间和时间分辨的扫描透射X射线显微镜成像，我们提供了直接的证据，在任意形状的纳米磁性波导图案化的畴壁的基础上，传播自旋波的沟道和转向，不需要外部磁场或电流。此外，我们展示了一个原型的纳米磁电路的基础上，两个会聚波导，允许可调的空间叠加和相互作用的限制自旋波模式。
2017-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic magnon spin transport in CrPS$_4$
University of Groningen（格罗宁根大学）
本研究以CrPS₄为对象，发现其磁子自旋输运存在显著各向异性，沿晶轴b方向的输运性能更优，揭示晶体各向异性可用于调控磁子自旋输运，为磁子器件研发提供新方向。
2026-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Spin-split magnon bands induce pure spin current in insulating altermagnets
本文建立了热驱动磁振子流的量子动理学理论，在具有各向异性次近邻交换和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的蜂窝反铁磁体中揭示了自旋劈裂磁振子能带，并预测了可用于磁化翻转的纯横向自旋流。
2025-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence of temperature and crack-tip speed on crack propagation in elastic solids
本研究将裂纹尖端键断裂建模为应力辅助热激活过程，揭示温度降低和裂尖速度升高会增大有效裂纹扩展能，并解释其对粘合裂纹更显著，理论得到PDMS相关实验支持。
2024-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Efficient geometrical control of spin waves in microscopic YIG waveguides
我们通过实验和微磁模拟研究了自旋波在100纳米厚YIG波导中的传播，其中宽度在过渡区从2微米线性减小到0.5微米，过渡区的长度在2.5微米到10微米之间变化。我们表明，这种几何结构导致波长的下转换，从而能够有效地产生波长低至350 nm的波。我们还发现，这种几何形状导致修改的群速度，允许几乎色散传播的自旋波脉冲。此外，我们表明，能量集中的影响超过阻尼在这些YIG波导，导致在过渡区的传播过程中的自旋波强度的整体增加。这些发现可用于提高使用自旋波作为信息载体的磁振子器件的效率和功能。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
