Klein-tunneling-enhanced directional coupler for Dirac electron wave in graphene
利用导波波动光学和电子学中的耦合模理论，研究了一种在体石墨烯中通过分裂栅技术静电诱导的由两个平行波导组成的定向耦合结构。我们的结果表明，克莱因隧穿可以大大提高耦合强度的结构。通过调节栅极电压，可以将最初在一个波导中的狄拉克电子波函数的概率密度在几百纳米内完全转移到另一个波导中。我们的研究结果不仅可以导致功能相干耦合器件的量子电子信号处理和片上器件集成在石墨烯，但也缩小了设备的尺寸，以促进石墨烯为基础的大规模集成逻辑电路的制造。
2011-03-28 cond-mat.mes-hall
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
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
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
Electrically Reconfigurable Optical Metamaterial Based on Colloidal Dispersion of Metal Nano-Rods in Dielectric Fluid
光学超材料以其在成像和隐形隐身方面的纳米级分辨率的惊人承诺抓住了人们的想象力。我们展示了一种构建超材料的方法，其中金属纳米棒的尺寸远小于光的波长，悬浮在流体中，并放置在一个不均匀的电场。由于介电泳效应，电场控制纳米棒的空间分布和取向。纳米棒的场控制放置引起光学效应，诸如变化的折射率、光学各向异性（双折射）和由超材料包围的物体的降低的可见性。
2009-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Static-Dynamic Correlations and Complex Spin-Wave Eigenmodes in Single- and Multilayer Diamond-Shaped Nanomagnets Without Bias Field
School of Sciences (Physics), National Institute of Technology, Tadepalligudem（国家技术学院（物理科学系））
本研究通过微磁学模拟系统研究了单层和多层菱形纳米磁体的静态与动态磁行为，发现多层结构因增强的偶极耦合而具有更大的频率可调性（3 GHz），为可重构微波器件提供了新途径。
2026-09-09 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
Plasmonic monolithic lithium niobate directional coupler switches
从高速光通信开始，锂离子电池（LN）由于其大的电光响应、宽的透明窗口、优异的热稳定性和长期的材料可靠性而成为电光调制器的首选材料。传统的LN电光调制器虽然仍然是光电工业的主力，但逐渐变得过于庞大、昂贵和耗电，无法完全满足该工业向高度集成、成本有效和能量有效的组件和电路快速发展的需求。最近开发的单片LN纳米光子平台使得能够实现在紧凑性、带宽和能量效率方面显著改善的电光调制器，同时仍然需要相对长的毫米级相互作用长度。在这里，我们成功地处理了这一挑战，并展示了等离子体激元电光定向耦合器开关组成的两个紧密间隔nm薄的金纳米条单片制造的LN基板上，引导耦合的电磁模式和电信号影响他们的耦合，从而实现超紧凑的开关和modulatiofunctionality。由两个纳米条产生的慢等离子体激元模式和静电场的极端限制以及它们近乎完美的空间重叠使我们能够用20- $μ$ m长的开关实现90%的调制深度，其特征在于电光调制效率为0.3 Vcm。我们的单片LN等离子体平台可实现高性能有源光子器件的超密集集成，从而满足各种要求$μ$ m级基底面、超快运行、稳健设计和高环境稳定性的高性价比光通信应用。
2019-07-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
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 field-free spin Hall nano-oscillators enabled by crystallographic anisotropy in epitaxial Co/Pt
University of Gothenburg（哥德堡大学）；Indian Institute of Science Education and Research Bhopal（印度科学教育研究所博帕尔分校）；Northwestern University（西北大学）；Tohoku University（东北大学）
本研究利用外延Co/Pt的晶体各向异性替代磁场偏置，实现无场自旋霍尔纳米振荡器，支持高于10 GHz的自激振荡及非易失性重构，为可重构自旋电子振荡器网络提供新途径。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Nanochannels for Spin-Wave Manipulation in Ni80Fe20 Nanodot Arrays
图案化磁性纳米结构是未来节能的片上通信器件的潜在候选者。在这里，我们已经实验和数值研究的作用，纳米通道操纵自旋波在Ni80Fe20连接的纳米点阵列的不同填充分数。在这些样品中观察到丰富的自旋波谱，其中自旋波模的数量随着填充分数的增加而减少，这是由于退磁场的收缩。纳米通道通过偶极交换耦合影响连接点的自旋波模式。对于所有模式，垂直纳米通道耦合纳米点，除了最高频率模式，其中所有纳米通道充当耦合器。在模拟中进一步探索了这一特征，这表明只有最高频率的模式可以通过所有的纳米通道传播，类似于电子解复用器。本研究将有助于理解纳米通道在图案化磁性纳米结构中的作用及其在基于自旋波的通信器件中的应用。
2020-07-15 cond-mat.mes-hall
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
Demonstration of a Tuneable Coupler for Superconducting Qubits Using Coherent, Time Domain, Two-Qubit Operations
量子计算领域的一个主要挑战是构建可扩展的量子比特耦合架构。在这里，我们展示了一种新型的可调谐偶合电路，它允许超导量子比特长距离耦合。我们表明，量子位间的耦合强度可以任意调整超过纳秒的时间尺度内的序列，模仿实际使用的算法。耦合器的测量开/关比为1000。该设计是独立的，与量子位物理分离，允许耦合器用作一个模块，以连接各种元件，如量子位，谐振器，放大器和读出电路长距离。这种设计灵活性对于可扩展的量子计算机来说可能是必不可少的。
2010-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Direct Visualization of Gigahertz Acoustic Wave Propagation in Suspended Phononic Circuits
我们报告直接可视化千兆赫兹频率的兰姆波传播的氮化铝声子电路的传输模式微波阻抗显微镜（TMIM）。与有限元建模一致，在喇叭形耦合器和亚波长波导中的声学本征模在TMIM图像中被揭示。利用快速傅里叶变换滤波，我们定量分析了沿波导的单个兰姆模式的声损耗和波导和抛物面耦合器之间的功率耦合系数。我们的工作提供了有见地的信息，传播，模式转换，和衰减的声波在压电纳米结构，这是非常可取的设计和优化声子器件的微波信号处理和量子信息转导。
2021-05-27 cond-mat.mes-hall
Spatially reconfigurable topological textures in freestanding antiferromagnetic nanomembranes
本文提出可剥离的α-Fe₂O₃反铁磁纳米膜，通过透射矢量成像和挠曲应变实现室温拓扑织构的三维空间重构，为曲线反铁磁学和非传统计算开辟新路径。
2023-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plasmonic coupled-cavity system for enhancement of surface plasmon localization in plasmonic detectors
等离子体激元耦合腔系统由四分之一波长耦合器腔、谐振法布里-珀罗探测器纳米腔和非谐振反射器腔组成，用于增强等离子体激元探测器中表面等离子体激元的局部化。耦合器腔是基于传输线理论和波长缩放规则在光学制度的基础上设计的，而反射器腔是从非谐振腔结构来衰减等离子体波的传输。我们观察到强耦合的腔在模拟结果中，与86%的表面等离子体局域化实现的改善。等离子体激元耦合腔系统可以在纳米级光电探测器、传感器和各种等离子体激元电路器件的领域中找到有用的应用。
2013-12-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Reconfigurable chirality with achiral excitonic materials in the strong-coupling regime
介绍了通过手性纳米结构的光学模与分子层或半导体中的激子跃迁的强耦合来操纵光学手性的概念，并从理论上进行了分析。由于手性在化学和生物医学中无处不在，并且对于与高效光操纵相关的技术应用是高度期望的，感测分子的手性或以外部可控方式产生所需光偏振的纳米光子架构的设计具有重大的跨学科重要性。在这里，我们建议，这样的能力可以提供由极化激元杂交产生的模式分裂。从一个具有众所周知的手旋光响应的物体开始-在这里，为了证明概念，手征球-我们表明，与附近激子材料的强耦合产生两个不同的频率区域，这些频率区域保留了物体的手征密度和手性，这通过圆二色性或微分散射色散图中的反交叉最清楚地体现出来。这些窗口可以由激子层的本征性质和相互作用的强度来控制，从而使得能够进行光学手性的制造后操纵。我们的研究结果进一步验证了通过模拟的圆二色性的一个现实的手性架构，即螺旋组装的等离子体纳米球嵌入在共振矩阵。
2022-11-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Reconfigurable neural spiking in bias field-free spin Hall nano oscillator
该研究理论证明无偏置场椭圆SHNO可通过电流调控实现可调周期尖峰、LIF行为与动力学重构，并阐明其振荡机制及低功耗神经形态硬件潜力。
2023-09-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Reconfigurable Training and Reservoir Computing in an Artificial Spin-Vortex Ice via Spin-Wave Fingerprinting
强相互作用的人工自旋系统正在超越模仿自然发生的材料，成为从可重构磁振子到神经形态计算的多功能平台。典型的人工自旋系统包括具有单一磁化织构的纳米磁体：共线宏观自旋或手性涡旋。通过调整纳米阵列的尺寸，我们实现了宏观自旋/涡旋双稳态，并展示了一个四态的超材料自旋系统“人工自旋涡旋冰”（ASVI）。ASVI可以容纳具有强冰状顶点相互作用的Ising类宏自旋，以及具有低杂散偶极场的弱耦合涡旋。涡旋和宏自旋表现出截然不同的自旋波谱与模拟风格的模式振幅控制和模式频率偏移的df = 3.8 GHz。增强的双纹理微观状态空间产生了紧急的物理记忆现象，棘轮式的旋涡训练和历史依赖的非线性衰减记忆时，通过全球的字段周期驱动。我们采用自旋波microstate指纹快速，可缩放读出的涡旋和macrospin人口和利用这一自旋波水库计算。ASVI执行不同的输入信号的线性和非线性映射变换以及混沌时间序列预测。机器学习的能源成本正在以不可持续的方式螺旋式上升，开发ASVI等低能耗神经形态计算硬件对于实现零碳计算未来至关重要。
2022-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic vortex writing and local reversal seeding in artificial spin-vortex ice via all-optical and surface-probe control
本研究提出全光学和表面探针方法实现人工自旋涡冰中无场磁涡旋写入，支持单/双涡旋态，并用于可编程播种雪崩反转，拓展纳米磁性控制与应用。
2025-05-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Reconfigurable Stochastic Neurons Based on Strain Engineered Low Barrier Nanomagnets
本文提出利用应变工程调控低势垒纳米磁体的能量势垒，实现模拟随机神经元与二元随机神经元之间的可重构转换，为p-计算机提供低能耗的现场可编程架构。
2024-04-01 cond-mat.mes-hall cs.ET cs.SY
Reconfigurable pinwheel artificial-spin-ice and superconductor hybrid device
在相互作用的粒子介质中控制潜在景观的能力可能会导致有趣的集体行为和创新功能。在这里，我们利用空间可重构磁势的风车人工自旋冰结构，以定制的超导涡旋的运动。人工风车自旋冰中磁荷的重组链结构以及磁荷与超导涡旋之间的强相互作用允许显著修改底层超导薄膜的输运性质，导致可重编程电阻状态，从而实现可逆和可切换的涡旋霍尔效应。我们的研究结果突出了一种有效而简单的方法，使用人工自旋冰作为原位可重构的纳米级能量景观来设计可重编程的超导电子器件，这也可以应用于其他磁性粒子系统（如磁性skyrmions）的特性和功能的原位控制。
2020-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Energy-efficient hybrid spintronic-straintronic reconfigurable bit comparator
我们提出了一种可重构的位比较器实现与纳米线自旋阀，其两个接触是磁致伸缩与磁致伸缩磁化。参考位和输入位被“写入”到具有电产生的应变的两个触点的磁化状态中，并且如果它们匹配，则自旋阀的电阻降低。多个比较器可以与磁隧穿结并行接口，以逐位确定N位输入流是否与N位参考流匹配。该系统在室温下对热噪声具有鲁棒性，16位比较器可以在大约416 MHz下工作，而每个周期的功耗最多为420 aJ。
2015-04-12 cond-mat.mes-hall cs.SY eess.SY
