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
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
Reconfigurable magnonic mode-hybridisation and spectral control in a bicomponent artificial spin ice
强相互作用的纳米磁性阵列越来越多地用作可重构磁振子的模型主机系统。强的元件间耦合允许由于偶极场景观中的移位而在宽的微观状态空间上产生明显的光谱差异。虽然这些系统已经取得了令人印象深刻的初步成果，开发快速，可扩展的手段来访问国外范围内的光谱不同的microstates是一个开放的研究problem.We提出了一个计划，即方形人工自旋冰是通过扩大一个“楼梯”子集的酒吧相对于阵列的其余部分修改，允许通过简单的全球准备任何有序的顶点状态场协议。可用的微观状态范围从系统的基态到高能量的“π”态，观察到丰富而独特的微观特定的磁振子谱。微观状态依赖的模式杂交和反交叉观察到在剩磁和现场动态耦合强度可调通过微观选择。实验耦合强度高达g / 2 $π$ = 0.15 GHz。微态控制允许精细的模式频率偏移、间隙创建和关闭以及活动模式数选择。
2021-03-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Reconfigurable Spin-Wave Properties in Two-Dimensional Magnonic Crystals Formed of Diamond and Triangular Shaped Nanomagnets
本研究通过宽带铁磁共振光谱对比菱形与三角形二维纳米磁点结构的可重构自旋波特性，揭示了形状、偏置场参数及反演对称性对自旋波动力学的关键影响，为磁振子器件的结构设计与参数调控提供了实验依据。
2024-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
Reprogrammable magnonic logic in a multiferroic heterostructure via magnetoelectric coupling
Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay（阿尔伯特·费尔特实验室，法国国家科学研究中心，泰雷兹集团，巴黎萨克雷大学）；Faculty of Information Technology and Bionics, Pázmány Peter Catholic University（帕兹马尼·彼得天主教大学信息与仿生技术学院）；Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, CNRS, Université Paris-Saclay（纳米科学与工程中心，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）；Laboratoire de Physique des Solides, CNRS, Université Paris-Saclay（固体物理实验室，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）；Institute of Applied Physics, University of Münster（明斯特大学应用物理研究所）
本研究通过磁电耦合在多铁异质结构中实现可重新编程的磁性逻辑，展示了通过铁电域工程精确调节磁子散射 dispersion 的方法，实现了频率偏移达150 MHz的可重构波导，并展示了该方法非易失性和可逆性控制的优势，进一步展示了其在磁性逻辑、共振和神经形态计算中的应用前景。
2026-05-16 cond-mat.mes-hall
Bridging magnonics and spin-orbitronics
新兴的纳米磁领域利用高频磁化波-自旋波-在纳米尺度上传输和处理信息。自旋转移力矩的出现通过在磁振子纳米器件中实现高效的局部自旋波产生，刺激了纳米磁振子的重大进展。此外，最近出现的自旋-轨道电子学，其利用自旋-轨道相互作用作为自旋力矩的来源，已经提供了在磁振子结构的空间延伸区域上施加自旋力矩的独特能力，使得能够增强自旋波传输。在这里，我们通过实验证明，这些进步可以有效地结合起来。我们利用相同的自旋轨道扭矩机制的产生传播的自旋波，并为远程增强其传播，在一个单一的集成纳米磁振子设备。所展示的系统具有可控的方向不对称性的自旋波发射，这是非常有益的非互易磁振子逻辑和神经形态计算的应用。
2018-07-05 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
Route toward high-speed nano-magnonics
我们研究实验的可能性，利用脉冲的纯自旋电流，通过非局域自旋注入机制，产生短包的自旋波在纳米磁波导中传播。空间和时间分辨的微焦点布里渊光散射光谱测量表明，由自旋电流的激发导致极快的瞬态响应，使得能够有效地产生持续时间低至几纳秒的短自旋波包。所提出的方法开辟了一条路线，实现高速磁振子系统的传输和处理的信息在纳米尺度上。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall
Reconfigurable nano-scale spin-wave directional coupler
提出了一种由两个横向平行的纳米尺度偶极耦合自旋波波导组成的自旋波定向耦合器，并利用微磁学模拟和解析理论对其进行了研究。在传播过程中在一个波导中激发的SW的能量周期性地转移到另一个波导并返回，并且这种转移的空间半周期被定义为耦合长度。耦合长度由波导之间的偶极耦合确定，并且在设备输出处转移到另一波导的SW能量的分数可以随着SW频率、偏置磁场和波导的静态磁化的相对取向而变化。所提出的定向耦合器的设计可以用于面向数字计算的磁振子作为磁振子导管的连接器（多路复用器）而不直接接触，或者在模拟微波信号处理中作为可重构的纳米级功率分配器和/或频率分离器。
2017-04-07 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
Reconfigurable 3D magnonic crystal: tunable and localized spin-wave excitations in CoFeB meander-shaped film
在这项工作中，我们研究了实验宽带铁磁共振测量，自旋波激发光谱的依赖性CoFeB曲折形薄膜的磁场。探讨了两种不同方向的外部磁场，即平行或垂直于晶格核心。通过微磁学模拟得到了主要自旋波模式的频率和空间分布的场依赖性的解释。我们发现，垂直段导致易轴型的磁各向异性和支持在垂直段的同相和异相自旋波旋进振幅。后者可以潜在地用于可调谐超颖表面的设计或基于曲折的3D磁性膜的磁性存储器。
2021-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reprogrammable magnonic band structure of layered Permalloy/Cu/Permalloy nanowires
研究表明，层状坡莫合金/Cu/坡莫合金纳米线的磁振子能带结构的可重编程性依赖于两层材料的相对磁化方向。通过使用布里渊光光谱，我们表明，当层平行排列时，观察到两个色散模式，具有正和负的群速度，而当磁性层反平行排列时，只检测到一个色散模式，具有正的群速度。我们的研究结果成功地进行了比较和解释的微观（哈密顿为基础的）方法。对所观察到的行为的解释可以归因于两个磁性层反平行排列时的模式混合（或杂交）效应。本工作为磁场控制的可重构磁振子晶体的多模态频率传输特性开辟了道路。
2018-04-17 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
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
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
Comment on "Physical Origin and Generic Control of Magnonic Band Gaps of Dipole-Exchange Spin Waves in Width-Modulated Nanostrip Waveguides" [K.-S. Lee, D.-S. Han, and S.-K. Kim, PRL 102, 127202 (2009), arXiv:0811.0411]
在参考文献[PRL 102，127202（2009）]中，Lee等人基于OOMMF模拟报道了在一维宽度调制的坡莫合金纳米带波导中存在大的磁振子带隙。然而，由于他们施加以激发自旋波（SW）的磁场脉冲的对称性不是一般的，具有A对称性的SW分支的整个集合从磁振子能带结构中省略（见下文）。不幸的是，这一遗漏导致了误导性的结论，例如，带隙的数量，宽度和位置。我们在这里提出了完整的能带结构的基础上，给出了一致的预测，从而证实了所采用的方法，即微观方法，OOMMF模拟，和线性化的朗道-Lifshitz方程的基础上的方法。此外，我们提供了一个物理解释使用群论。
2013-01-10 cond-mat.mes-hall
Magnonic band gap and mode hybridization in continuous Permalloy film induced by vertical coupling with an array of Permalloy ellipses
我们研究了均匀的坡莫合金薄膜中的磁振子能带结构，该薄膜由周期排列的椭圆形坡莫合金点装饰，并由非磁性Pt间隔物隔开。实验证明了Damon-Eshbach波在坡莫合金薄膜中传播时的磁振子能带结构的形成，其带隙在布里渊区边界处打开，在较小的波数处出现带分裂，这分别是由于连续薄膜的布拉格干涉和传播波与纳米椭圆的驻波谐振模的相互作用造成的。坡莫合金纳米点的形状各向异性允许通过相对于下面的膜磁化的两种磁化状态之间的切换来控制自旋波动力学，从而实现磁能带结构可重编程性。通过数值分析，我们表明，在形成的磁振子能带结构的主要作用是由在膜中的传播波和纳米点的磁化振荡之间的垂直动态耦合。
2018-08-29 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
True amplification of spin waves in magnonic nano-waveguides
本文通过设计有效磁化接近零的亚微米磁振子波导，利用纳秒级自旋轨道矩脉冲抑制磁振子散射，首次实现传播自旋波强度高达500%的指数放大，为低功耗可级联磁振子计算架构奠定基础。
2024-02-22 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
Domain wall skyrmion-based magnonic crystal
Hunan University（湖南大学）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）；Central South University（中南大学）；Chengdu University of Technology（成都理工大学）
利用磁域壁Skyrmion链构建磁波晶体，实现对磁域壁中自旋波传播的调控，为设计高效磁波纳米电路提供新方法。
2025-09-24 cond-mat.mes-hall
Curvilinear magnonic crystal based on 3D hierarchical nanotemplates
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e.V.（德累斯顿罗森多夫亥姆霍兹中心）；Université Sorbonne Paris Nord（索邦巴黎北大学）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Leibniz Institute for Solid State and Materials Research（莱布尼兹固体与材料研究所）
本研究利用3D分层模板制备曲面磁子晶格，通过几何曲率与光学探测不对称性实现磁子带的方向依赖性，为曲率工程磁子学提供多功能平台。
2025-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Parametric generation of spin waves in nano-scaled magnonic conduits
磁振子研究领域提出了一种基于自旋波的低能量波逻辑计算技术，以补充现有的CMOS技术，并为新兴的非常规计算架构提供基础。然而，磁阻尼是全磁振子逻辑电路和多器件网络的限制因素，最终使得有效操纵和放大自旋波的机制成为必要。在这方面，平行泵浦是一种通用的工具，因为它允许选择性地产生和放大自旋波。虽然在微观系统中进行了广泛的研究，但纳米级系统缺乏研究来评估并行泵浦在磁振子中的可行性和潜在的未来用途。在这里，我们研究了纵向磁化100 nm宽的磁振子纳米管道使用空间和时间分辨微聚焦布里渊光散射光谱。利用平行泵浦产生自旋波，我们观察到偶极自旋波的非共振激发优于短波长交换自旋波的共振激发。此外，我们利用这种技术来访问一个单独的纳米管道的有效自旋波弛豫时间，观察到一个大的弛豫时间高达（115.0 +- 7.6）ns。尽管所研究的纳米管道中的泵浦效率显著降低，但发现一个合理的小阈值使得并行泵浦在纳米尺度上是可行的。
2022-01-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
1D YIG hole-based magnonic nanocrystal
University of Vienna（维也纳大学）；Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学）；INNOVENT e. V. Technologieentwicklung（INNOVENT 技术开发协会）；Brno University of Technology（布尔诺理工大学）；HUST（华中科技大学）；RPTU（莱茵兰-普法尔茨技术大学）
本文报道了一种一维YIG磁子晶体的设计、制备与表征，通过纳米孔结构实现超过5微米的磁子波传输，并发现显著的带隙效应。
2025-06-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
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
Coherent Spin Waves in Curved Ferromagnetic Nanocaps of a 3D-printed Magnonic Crystal
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Helmholtz-Zentrum Dresden–Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学）
本研究通过三维打印磁性晶体与芯片微谐振器结合，实现了曲面纳米胶囊中相干自旋波的操控，揭示了边缘模式的拓扑保护特性及相位演化，为超快磁学数据处理提供了新途径。
2025-06-19 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Reconfigurable spin wave band structure of artificial square spin ice
人工正方形自旋冰是由排列在几何阻挫晶格上的磁性元件组成的结构，并且位于二维正方形晶格的位置上，使得在每个顶点处有四个相互作用的磁性元件。使用半解析的方法，我们表明，方自旋冰表现出丰富的自旋波能带结构，是可调的外部磁场和配置的个别元素。内部自由度可以产生平衡态，在边缘处具有弯曲的磁化，导致特征激发;在静磁相互作用的存在下，这些形成类似于半导体中的杂质带的单独带。全尺寸的微磁模拟证实了我们的半分析方法。我们的研究结果表明，人工正方形自旋冰可以被视为可重构和可调的磁振子晶体，可以用作超材料的自旋波为基础的应用在纳米尺度上。
2016-03-05 cond-mat.mes-hall
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
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
Effect of Hole Shape on Spin-Wave Band Structure in One-Dimensional Magnonic Antidot Waveguide
我们提出了通过改变反点的形状来调节自旋波能带结构，特别是纳米级磁振子反点波导中的带隙的可能性。改变反量子点的形状对波导中自旋波色散关系的影响已被仔细监测。我们解释所观察到的变化，通过分析平衡磁位形和磁振子功率和相位分布曲线在自旋波动力学。波导内的反点边界处的交换场的不均匀性被发现在控制所讨论的长度尺度的能带结构中起着至关重要的作用。这些观测结果对磁反点基磁振子晶体和波导的发展具有重要意义。
2013-07-26 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
Reconfigurable quadruple quantum dots in a silicon nanowire transistor
我们提出了一种新型的可重构金属氧化物半导体多栅晶体管，它可以在硅中容纳一个四重量子点。该器件由一个工业四栅硅纳米线场效应晶体管组成。利用角点效应，我们研究了单量子点和串联双量子点结构的通用性，并提取了相关的电容参数。我们解决了四栅极方法的制造可变性，与改进的硅制造技术相结合，使得角态量子点方法成为可扩展的量子信息架构的有希望的候选者。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall
Reconfigurable magnetic domain wall pinning at the nano-scale using vortex-generated magnetic fields
我们证明，磁涡核下产生的杂散磁场可以用来产生纳米尺度的，本地化的磁畴壁的钉扎网站在下面的，垂直磁化的纳米带。此外，钉扎强度可以通过切换涡核极性来调节。实际上，切换芯极性使得其与扩展域的磁化对准（而不是与其相反）可以用于将涡旋介导的壁脱钉场减小40%至90%，这取决于系统几何形状。在窄带中，通过将芯部从带的中心移开，也可以显著减小去钉扎场。
2017-02-08 cond-mat.mes-hall
Magnetization reversal using excitation of collective modes in nanodot matrices
磁点的大阵列是磁振子晶体和未来记录技术的新兴位图案媒体的构建块。为了充分利用高密度磁性纳米点的功能，需要一种用于选择性反转点矩阵中的单个纳米点的方法。我们提出了一种方法，在一个矩阵的静磁相互作用的点与微波激励的单个纳米点的磁化反转。该方法是基于集体模式的激发和微波功率吸收的空间异常。我们进行了数值模拟，以证明切换一个点从任何初始状态的3 × 3矩阵的点的可能性，并开发了一个理论模型的现象。我们讨论了所提出的方法引入缺陷模式的磁振子晶体以及未来的磁纪录的适用性。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall
Defect-sensitive High-frequency Modes in a Three-Dimensional Artificial Magnetic Crystal
本研究通过微磁模拟探究金刚石晶格结构的三维人工磁晶体的高频激发谱，发现狄拉克型磁缺陷会改变其磁振子谱，为高密度磁振子器件应用提供新方向。
2023-12-13 cond-mat.mes-hall
Nanoscaled magnon transistor based on stimulated three-magnon splitting
本文利用受激三磁振子分裂现象，在100 nm宽YIG纳米波导上数值设计了一种增益达9的磁振子晶体管，通过定向耦合器和双频带磁振子晶体实现信号放大与滤波，并保持信号相位，可集成到磁振子电路中。
2023-11-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Symmetry and localization properties of defect modes in magnonic superlattices
从理论上研究了一维双组分磁振子超晶格缺陷模的对称性和局域化性质。磁振子超晶格可以被看作是纳米条纹的周期性阵列，其中周期性地引入具有不同宽度的条纹，称为缺陷条纹。通过控制缺陷条纹的几何形状，可以在磁振子带隙内观察到从色散到几乎平坦的自旋波缺陷模的过渡。结果表明，自旋波轮廓的缺陷模式可以是对称或反对称的，这取决于缺陷的几何形状。由于缺陷模的局域化特性，提出了一种特殊的磁振子超晶格，其中对称或反对称平坦磁振子模的激发是在同一时间启用。此外，它表明，带隙内的反对称模式的相对频率位置不显着改变与施加的外场，而对称模式移动到频率带隙的边缘。数值模拟的结果进行了补充，在这两种方法之间观察到一个很好的协议。所提出的理论允许探索不同的方法来控制超材料磁振子超晶格中缺陷模的动态特性，这对于在宽频率范围内工作的多功能微波器件的应用是有用的。
2018-12-03 cond-mat.mes-hall
Band structure of magnonic crystals with defects: Brillouin spectroscopy and micromagnetic simulations
利用布里渊光谱技术，首次观察到了纳米结构缺陷磁振子晶体的能带结构。另外，样品是等宽Ni80Fe20和钴纳米条带的一维周期性阵列，其中缺陷是不同宽度的条带。一个无色散的缺陷分支出现在带隙内的频率可调通过改变的缺陷条纹宽度，而观察到的其他分支是类似的无缺陷晶体。微磁和有限元模拟揭示了额外的微小的带隙和频率依赖的本地化的缺陷附近的缺陷模式。
2014-09-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Magnetic Field Controlled Surface Localization of Spin-Wave Ferromagnetic Resonance Modes in 3D Nanostructures
该研究通过微磁学模拟证明，三维纳米结构的几何特征（如木堆状和螺旋二十四面体）能控制自旋波铁磁共振模式的表面局域化，并可通过磁场方向实现动态切换，为三维磁子学提供了新方法。
2024-08-07 cond-mat.mes-hall
Magnons in a Quasicrystal: Propagation, Localization and Extinction of Spin Waves in Fibonacci Structures
磁振子准晶由于具有更复杂的自旋波谱和分形特征，使得磁振子准晶具有比常规磁振子晶体更好的自旋波操纵能力。在这里，我们报告的直接X射线显微镜观察传播SW在磁振准晶，偶极耦合坡莫合金纳米线排列在一维斐波那契序列。来自第一和第二带的SW以及来自它们之间的带隙的倏逝波被成像。此外，额外的迷你带隙的频谱中展示，直接表明系统的准周期性的影响。实验结果解释使用数值计算，我们推导出一个简单的模型来估计准周期结构中的磁振子间隙的频率位置。一维磁振准晶体中SW谱的表现特征允许利用这类超材料用于磁振子，并使其成为未来应用的理想基础。
2019-05-06 cond-mat.mes-hall
Spin wave nonreciprocity and magnonic band structure in thin permalloy film induced by dynamical coupling with an array of Ni stripes
控制自旋波在磁介质中传播的一种有效方法是使用称为磁振子晶体（MC）的周期性图案。然而，由于对尖锐界面的要求，具有纳米尺度周期性的MC特别是双组分的制造是一项具有挑战性的任务。另一种解决方法是使用周期性改变的均匀铁磁薄膜。该结构也适用于利用表面自旋波的非互易性质。在这项工作中，我们证明了磁振子能带结构形成薄坡莫合金薄膜由于动态静磁耦合附近的表面镍条。我们发现，带隙宽度可以系统地调整薄膜和条纹之间的夹层厚度的变化。我们还显示了非互易性的效果，这是看到在带隙边缘从布里渊区边界移动，也在非互易性的相互作用中传播的自旋波在Py膜中的自旋驻波在Ni条纹。我们的发现为进一步研究和利用磁振子器件中的非互易性和能带结构提供了可能。
2017-06-10 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
Dispersive readout of reconfigurable ambipolar quantum dots in a silicon-on-insulator nanowire
我们报告了双极栅极定义的量子点在绝缘体上硅（SOI）纳米线制造使用定制的互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺。双极性是通过在本征硅沟道上将栅极延伸到高度掺杂的n型和p型端子来实现的。我们利用的能力，提供双极载流子水库的硅通道，以证明能够重新配置定义，与相同的电极，双量子点与空穴或电子。我们使用基于栅极的反射计来感测电子和空穴双量子点的点间电荷跃迁（IDT），实现了电子（空穴）的最小积分时间为160（100）$μ$ s。我们的研究结果提出了一个机会，结合在一个单一的设备，电子自旋的长相干时间与电可控的孔自旋在硅。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall
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
Magnon confinement in a nanomagnonic waveguide by a magnetic Moiré superlattice
本研究将莫尔超晶格方法应用于磁振子学，通过3.5度扭转的磁性莫尔超晶格在纳米磁学波导中产生磁振子平带，实现磁振子限制，为相关纳米磁学器件与电路研发奠定基础。
2024-10-08 cond-mat.mes-hall
One-dimentional magnonic crystal as a medium with magnetically tunable disorder on a periodical lattice
我们表明，周期性的磁性纳米结构（磁振子晶体）是一个理想的系统，研究无序周期晶格上的激发，因为通过改变施加的磁场的无序程度的控制变化的可能性。铁磁共振（FMR）的数据内收集的微小磁滞回线的周期性阵列的坡莫合金纳米线的交替宽度和磁力显微镜图像的阵列运行后，这些循环中的每一个被用来建立令人信服的证据，有一个强有力的相关性之间的FMR响应的类型和磁基态的无序程度。我们发现两种类型的动力学响应：反铁磁（AFM）和铁磁（FM），这代表集体自旋波模式或集体磁振子状态。根据样品磁化的历史，AFM或FM状态是基本的FMR模式或代表人工晶体上的磁缺陷的状态。通过控制样品的磁化强度，可以将基态转变为缺陷态，反之亦然。
2011-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral Tubular Magnonic Crystals with Periodic Dzyaloshinskii--Moriya Interaction
Universidad Técnica Federico Santa María（费德里科·萨马利亚技术大学）；Universidad de Chile（智利大学）；Politecnico di Bari（巴里理工大学）
该研究提出一种具有周期性DMI的手性管状磁振子晶体，通过适配圆柱几何的平面波形式计算其自旋波能带，发现管状几何可调控DMI作用，产生两类特殊能带，为弯曲结构的磁振子调控提供新途径。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Sculpting the Spin-Wave Response of Artificial Spin Ice via Microstate Selection
被称为人工自旋冰（ASI）的铁磁纳米阵列的自旋波动力学已知根据其磁性微观状态而变化。然而，几乎没有做什么工作来证明这种关系。ASI磁结构控制的最新进展带来了利用自旋波本征模和微态之间相互作用的设计，提供了多种应用，包括可重构的磁振子晶体，微波滤波器和微态读出探针。这些设计取决于对潜在的自旋波-微观态对应关系的深刻理解。在这里，我们分析的影响，通过微磁学模拟蜂窝ASI系统的自旋波谱的磁性微观状态。我们发现的自旋波光谱是高度可调的，通过微态相对于现有的磁振子晶体的增强程度，与模式转换和（去）激活实现反转个别nanoislands。ASI系统的对称性和磁缺陷的手征性被发现在确定高频响应中起着重要的作用。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall
Chiral Magnonic Resonators: Rediscovering the Basic Magnetic Chirality in Magnonics
在磁振子范例中生产有用的实用设备的前景取决于我们在纳米尺度上发射、控制和检测相干交换自旋波的能力。在这里，我们认为，所有这些关键功能可以提供手性磁振子谐振器-软磁性元件手性耦合，通过磁偶极相互作用，磁振子介质附近。从手性耦合的基本原理开始，我们概述了它们如何用于构建设备和探索基础物理，从基本逻辑门到现场可编程门阵列，内存计算和人工神经网络，并从一维扩展到二维和三维架构。
2021-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-fidelity magnonic gates for surface spin waves
研究了表面自旋波在偶极-偶极耦合波导中的传播。这里所做的观测的基本是自旋波和有效铁电极化之间的磁电耦合。这允许外部电场作用于自旋波并修改各个层中的磁振子激发的带隙。通过电场的开/关切换和/或相对于平衡磁化改变其强度或方向，可以允许或禁止自旋波在所选波导中的传播。我们提出了实验上可行的纳米器件作为高保真表面波磁振子门。
2019-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-wave dynamics and symmetry breaking in an artificial spin ice
人工自旋冰是相互作用的纳米磁体的周期性排列，成功地用于研究几何挫折存在下的涌现现象。最近，已经表明人工自旋冰可以用作创建功能材料（如磁振子晶体）的构建块，并支持大量可编程磁态。我们研究了由于局部破缺的结构反转对称性而表现出各向异性静磁相互作用的系统中的磁化动力学。我们发现了丰富的自旋波谱，并研究了它在外部磁场中的演化。我们确定个别模式的演变，从积木到更大的阵列，突出对称性破缺在定义模式配置文件中的作用。此外，我们表明，模式谱表现出在系统中的长程相互作用的签名。这些结果有助于理解自旋冰的磁化动力学超越了戈薇和正方形冰的几何形状，并为实现可重构磁振子晶体的自旋冰的基础上。
2021-02-02 cond-mat.mes-hall
Magnonic band structure in CoFeB/Ta/NiFe meander-shaped magnetic bilayers
在这项工作中，我们研究了自旋波在三维纳米CoFeB/Ta/NiFe曲折结构的结构SiO2/Si衬底上制作的传播。用波矢分辨布里渊光散射（BLS）技术测定了磁振子的能带结构，并确定了一组由两个Bloch型色散模插入的定态模。结果可以理解的微磁和有限元模拟的模式分布在实空间和频域。的频散模式周期性地振荡的布里渊区的频率和对应的模式，其空间分布延伸到整个样品，或者是本地化专门在CoFeB层或整个CoFeB/Ta/NiFe磁性双层。稳态模主要集中在CoFeB和NiFe层的垂直段，水平段的振幅可以忽略不计。与具有相同几何参数的单层CoFeB弯曲结构的结果进行了比较，揭示了两层铁磁层间的偶极耦合对磁振子能带结构的影响.
2021-04-27 cond-mat.mes-hall
