Magnetic microscopy of topologically protected homochiral domain walls in an ultrathin perpendicularly magnetized Co film
下一代固态存储器件的概念是基于电流驱动的畴壁传播，其中畴壁速度决定器件性能。结果表明，畴壁的运动速度和运动方向受畴壁的性质及其手征性的控制。这种手性是由于铁磁体和重金属之间的界面处缺乏反转对称性而产生的效应，导致可以控制磁畴壁的形状和手性的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。在这里，我们提出了直接成像的域壁在Pt/Co/AlO $_x$膜使用洛伦兹透射电子显微镜，证明存在的同手性，从而拓扑保护，Néel墙。这样的畴壁是用于密集数据存储的良好候选者，使位大小下降到接近畴壁宽度的极限。
2015-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Chirality-induced zigzag domain wall in in-plane magnetized ultrathin films
用自旋极化低能电子显微术研究了面内磁化Fe/Ni/W（110）薄膜的畴结构。作为膜厚度的函数，观察到一种新的畴壁形状的转变，从一个类似的图案直的畴壁，这是由畴壁类型从面外手性壁到面内Néel壁的转变触发。提出了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用对畴壁能的贡献来解释畴壁形状的转变，并得到了蒙特卡罗模拟的支持.
2021-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical circular dichroism of single-wall carbon nanotubes
采用偶极近似计算了单壁碳纳米管的圆二色性光谱。计算的CD光谱显示的功能，使我们能够区分不同的手性角度和直径的纳米管。这些结果为利用手性纳米管的CD线型定量表征和测量手性提供了理论支持。预计这些信息将有助于推动进一步的实验研究。
2005-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Large unconventional anomalous Hall effect arising from spin chirality within domain walls of an antiferromagnet EuZn$_2$Sb$_2$
本研究在共线反铁磁体 EuZn$_2$Sb$_2$ 中发现巨大非传统反常霍尔效应，并通过输运标度与计算将其归因于磁场倾斜 Eu 磁矩时畴壁内产生的标量自旋手性。
2024-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chirality tunneling and quantum dynamics for domain walls in mesoscopic ferromagnets
研究了一维铁磁自旋链中铁磁畴壁（拓扑扭结型孤子）的量子动力学。我们表明，隧穿概率并不依赖于在畴壁的自旋数，因此，这个概率可以是大的，即使畴壁包含大量的自旋。我们还预测，有一个强烈的相互作用之间的隧道壁从一个晶格位置到另一个（隧道的扭结坐标）和隧道的扭结拓扑电荷（所谓的手性）。对于自旋为半整数的一维铁磁体，这两个基本过程都被抑制了。色散定律（即，畴壁能量与动量）对于具有整数或半整数自旋的链是本质上不同的。预测的量子效应可以在介观磁结构中观察到，磁簇链、大自旋分子或纳米磁点。
2007-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-controlled skyrmion and domain wall chirality
磁skyrmion是本地化的手征自旋纹理，它提供了很大的希望，存储和处理信息在纳米尺度。在不对称交换相互作用的存在下，它们的手性，这决定了它们的动力学，通常被认为是在样品沉积过程中的内在参数集。在这项工作中，我们实验证明，栅极电压可以控制这个关键参数。我们探测的手征的skyrmions和手征畴壁通过观察其电流诱导运动的方向，并表明，栅极电压可以扭转it. This本地和动力学反转的手征是由于一个符号反转的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，我们归因于在栅极电压下的氧离子迁移。微磁学模拟表明，手性反转是一个连续的变换，其中skyrmion是守恒的。这种利用2 - 3 V栅极电压对手性的控制可用于基于skyrmion的逻辑器件，产生新的功能。
2022-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Deterministically switching the Bloch chirality of domain walls and skyrmions: the Dzyaloshinskii astroid
我们提出了一种确定性控制的磁畴壁和skyrmions的布洛赫手征的机制，起源于界面Dzyaloshinskii $-$ Moriya相互作用之间的相互作用（？）和垂直的磁场。虽然传统的界面散射有利于手征Néel skyrmions，但它不会破坏混合Bloch $-$ Néel skyrmions中两种Bloch手征的能量对称性。然而，布洛赫手性之间切换的能量势垒确实取决于旋转的方向，这是由驱动场的方向决定的。我们的分析和微磁学分析的稳态Dzyaloshinskii域壁动力学的高潮在一个开关图类似于斯通纳$-$ Wohlfarth星状体，揭示了存在的非手性，手性和旋进布洛赫制度，我们进一步表明，鉴于建立充满活力的模型，skyrmions应表现出相同的基本行为。最后，我们讨论了最近的理论垂直布洛赫线$-$介导的确定性布洛赫手征的岁差制度，并将这些参数较低的驱动领域。这项工作建立了磁孤子的布洛赫手征可以切换的需求与应用领域，所示的Dzyaloshinskii星形。
2022-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced domain wall motion in compensated ferrimagnet
由于反铁磁材料的磁状态难以探测和控制，因此利用电学方法研究其开关动力学仍然是一项具有挑战性的任务。在这项工作中，通过使用重金属/稀土-过渡金属合金双层膜，我们实验研究了反铁磁耦合系统中的电流诱导畴壁动力学。我们发现，电流诱导的畴壁迁移率达到最大接近角动量补偿。通过实验和模拟，我们进一步揭示了畴壁的内部结构及其快速运动的基本机制。我们发现，亚铁磁畴壁的手征在整个补偿点保持不变，这表明特定子晶格的自旋取向，而不是净磁化决定重金属/亚铁磁双层中的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。补偿亚铁磁材料中的高电流感生畴壁迁移率和稳健的畴壁手性为高速自旋电子器件开辟了新的机会。
2018-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Tuning magnetic chirality by dipolar interactions
近年来，由于纳米电子学中预期的丰富应用，手征磁性获得了极大的兴趣。手性磁畴壁和skyrmions的稳定性已被证明是由于积极研究的Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用。然而，最近的预测表明，偶极相互作用也可以稳定手性畴壁和skyrmions，但直接的实验证据一直缺乏。在这里，我们表明，偶极相互作用确实可以稳定手性畴壁直接成像的磁畴壁，使用扫描电子显微镜与极化分析。我们进一步表明，Dzyaloshinskiii-Moriya和偶极相互作用之间的竞争可以逆转畴壁手性。最后，我们建议这种竞争可以通过Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用来定制。因此，我们的工作表明，偶极相互作用在手征自旋织构的稳定中起着关键作用。这一发现将为平衡手性磁性的相互作用开辟新的途径。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric Current Control of Helimagnetic Chirality from a Multidomain State in the Helimagnet MnAu$_2$
Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学物质材料研究所学）；Department of Physics, Toho University（东海大学物理系）；Center for Science and Innovation in Spintronics (CSIS), Core Research Cluster, Tohoku University（东北大学自旋科学创新中心核心研究集群）；International Center for Synchrotron Radiation Innovation Smart, Tohoku University（东北大学国际同步辐射创新智能中心）
研究螺旋磁体MnAu$_2$中电流驱动多畴态向单畴态转变的动力学，发现转变阈值电流远低于单畴手性反转的阈值，且转变后手性取决于磁场与电流的相对方向。
2026-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Chirality-Induced Noncollinear Magnetization and Asymmetric Domain-Wall Propagation in Hydrogenated CoPd Thin Films
通过电子束光刻和等离子体预处理，在CoPd合金膜中诱导具有深度梯度的氧化，打破结构的中心对称性，产生阵列图案化的CoPd基异质结构。通过磁光克尔效应显微镜观察了后续氢化对薄膜磁性能的影响。该系统具有较强的垂直和横向的反铁磁耦合的垂直分量之间的区域和没有等离子体预处理，和非对称畴壁传播等离子体预处理的地区在磁化反转。这些现象表现出明显的磁手性，可以用Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida耦合和Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用来解释。在这项研究中所展示的样品处理允许容易地结合光刻技术，可以定义区域或不带磁性的样品上创建复杂的磁性图案，这提供了一个途径，在未来的自旋电子器件的倾斜自旋纹理更精确的控制。
2022-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity of Neel-type magnetic domain walls
观察到铁石榴石薄膜中Neel型畴壁的磁电特性与手征有关。电驱动的磁畴壁运动随着探针电极性的反转和畴壁的手征性从顺时针到逆时针的切换而改变方向。这证明了电场引起的微磁结构转变的起源是非均匀磁电相互作用。
2010-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Topological domain-wall states from Umklapp scattering in twisted bilayer graphene
University of Hong Kong（香港大学）；HK Institute of Quantum Science and Technology（香港量子科技研究所）；New Cornerstone Science Laboratory（新基石科学实验室）
研究揭示大角度扭折双层石墨烯中手性反转导致拓扑域壁态的形成机制，通过有效k·p模型和原子模拟验证其拓扑性质和鲁棒性。
2025-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Striped magnetization plateau and chirality-reversible anomalous Hall effect in a magnetic kagome metal
本文在双层畸变kagome材料GdTi3Bi4中发现由一维Gd锯齿自旋链、三分之一磁化平台和变磁转变驱动的反常霍尔效应，揭示条纹畴壁与手性可逆机制，为磁场调控自旋手性和自旋电子学应用提供新途径。
2024-09-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Disentangling factors governing Dzyaloshinskii domain wall creep in Co/Ni thin films using Pt$_x$Ir$_{1-x}$ seedlayers
我们描述了垂直磁化的Co/Ni多层膜中磁泡畴的不对称生长的Pt $_x$ Ir $_{1-x}$种子层通过施加垂直和面内磁场。使用细化的畴壁蠕变模型，该模型结合了各向异性弹性能$\varepsilon$和手征依赖性前因子$v_0$的贡献，我们阐明了控制Dzyaloshinskii畴壁迁移率的因素，作为种子层组成的函数。发现界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用幅度随着$x_{Ir}$单调减小，这是由布里渊光散射（BLS）独立证实的。此外，在整个组成范围内的速度曲线的持续性显着的不对称性支持以前的断言，一个手性依赖的尝试频率类似于手性阻尼可以发挥关键作用，在所观察到的趋势。这项工作有助于解决有关Dzyaloshinskii DW蠕变的因素的基本问题，并演示了不同的Pt-Ir种子层组合物作为一种方法来调整蠕变。
2018-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Pressure tuning domain-wall chirality in noncentrosymmetric magnetic Weyl semimetal CeAlGe
拓扑磁性Weyl半金属是一类具有可控手性畴壁的半导体材料，具有广阔的应用前景。为了在应用程序中利用它们，重要的是要有一个适当的方法来调整和操纵这些域墙。一种可能的方式是通过磁致弹性耦合。最近提出的$R$ Al $X$（$R$ =稀土，$X$ =Si和Ge）族磁性Weyl半金属中稀土的参与可以提供这样的平台。在这里，我们提出的运输和流体静压下的CeAlGe的热力学性质。我们发现，压力增强CeAlGe的反铁磁交换，但基本上保留其磁性结构。在磁有序态中观察到具有明显环形状的大拓扑霍尔效应，并且在压力下它分裂成两个区域。这种不寻常的电磁响应被推断为手性磁畴壁的结果。压力下的反铁磁序的重新进入和前所未有的伴随其演变强烈建议通过磁弹性耦合在非中心对称磁性Weyl半金属开关这种电磁响应的能力。
2023-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Chirality and Clock transitions in Twisted Dipolar Clusters
Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Adolfo Ibáñez（阿道夫·伊巴涅斯大学工程与科学学院）；Condensed Matter i-Lab, Universidad Adolfo Ibáñez（阿道夫·伊巴涅斯大学凝聚态i实验室）；CIIBEC, Research Center（CIIBEC研究中心）；Theoretical Sciences Visiting Program, OIST Graduate University（冲绳科学技术大学院大学理论科学访问项目）
研究通过扭角诱导手性相变，揭示了扭曲多边形聚集体中手性和钟指数序参数的演变及非线性交叉行为。
2026-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Inhomogeneous Magnetoelectric Effect on Defect in Multiferroic Material: Symmetry Prediction
研究了多铁性材料晶格缺陷处磁化强度分布不均匀性（0度畴壁）的非均匀磁电效应。使用基于磁对称性的预测其体积中的电极化分布。结果发现，具有任何对称性的磁化分布不均匀性产生电极化。在微磁结构手性的范围内对结果进行了系统化。结果表明，所有具有非时不变手征的0度畴壁具有相同类型的磁化强度和极化强度的空间分布。
2010-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Ultrasensitive Sub-monolayer Palladium Induced Chirality Switching and Topological Evolution of Skyrmions
手性自旋纹理从根本上是有趣的，与许褚的应用。稳定的手性通常通过在不对称多层膜中引入Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinskii-Moriya interaction）来实现，其中每层的厚度至少是几个单层。在这里，我们报告了一个超灵敏的手征开关（Ni/Co）n多层诱导盖帽只有0.22单层的Pd。使用自旋极化低能量电子显微镜，我们监测域壁从左手到右手尼尔墙的逐渐演变，并量化的Pd帽层引起的氧化。我们还观察到的手征演变的skyrmion在开关，没有显着的拓扑保护被发现作为skyrmion绕组数的变化。这对应于在Skyrmion手征切换期间< 1阿焦耳的最小能量成本。我们的结果显示了详细的手征性的演变过程中的Skyrmions的符号开关，这是相关的实际应用的Skyrmionic器件。
2022-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonance behavior of the defect-induced Raman mode of single-chirality enriched carbon nanotubes
我们提出了一种共振拉曼研究的无序诱导的D模式在样品中高度富集与半导体（9，7）单壁碳纳米管的激发能范围为1.49 - 2.05 eV。D模的强度在（9，7）管的光学跃迁附近表现出共振行为。另一方面，在共振处没有观察到D模式频率的公知的色散，而仅在一定的激发能以上观察到D模式频率的公知色散。我们解释了我们的D-模谱的数值模拟结果。
2012-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Interface control of the magnetic chirality in TaN|CoFeB|MgO heterosctructures
最近的进展，在理解自旋轨道效应的双磁性异质结构开辟了新的范例，以控制磁矩电。据说Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinskii-Moriya interaction）在形成Neel型畴壁中起关键作用，该畴壁可以由自旋霍尔扭矩驱动，自旋霍尔扭矩是由相邻非磁性层中经由自旋霍尔效应产生的自旋电流产生的扭矩。在这里，我们表明，的符号，这决定了畴壁与电流移动的方向，可以通过修改相邻的非磁性层改变。我们发现当Ta底层掺杂氮时，在Ta |CoFeB| MgO异质结构中畴壁螺旋的旋转方向是相反的。Ta和氮掺杂的Ta底层的自旋霍尔角具有相同的符号，这表明在界面处限定了自旋霍尔角的符号。取决于旋转的方向，自旋转移力矩和自旋霍尔力矩可以相互竞争或相互帮助，从而影响用电流移动畴壁的效率。
2013-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intertwined polar, chiral, and ferro-rotational orders in a rotation-only insulator
University of Michigan（密歇根大学）；New Jersey Institute of Technology（新泽西理工学院）；Rutgers University（罗格斯大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
研究通过Ni3TeO6旋转绝缘体揭示极性、手性和铁旋转序的交织关系，阐明其对域结构和域壁特性的影响，为域切换和控制提供新途径。
2025-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Field Tuning of Ferromagnetic Domain Walls on Elastically Coupled Ferroelectric Domain Boundaries
我们报道了在弹性耦合铁磁-铁电异质结构中，铁磁畴壁在磁化反转过程中的演化。利用光学偏振显微镜和微磁学模拟，我们表明，自旋旋转和铁磁畴壁的宽度可以精确地控制所施加的磁场的强度，如果铁磁壁钉扎到90度铁电畴边界。此外，磁性带电和不带电畴壁之间的可逆切换是由磁场旋转启动的。两种壁类型之间的切换反转壁手性和突然改变的铁磁畴壁的宽度高达1000%。
2012-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Chiral Walker breakdown in the U-shaped Permalloy nanotube
采用微磁学模拟方法研究了两种不同几何约束条件下U型铁磁纳米管中横畴壁的运动。在单向磁场驱动下，分别观察到了低场下与手征相关的DW结构和速度，以及高场下手征Walker击穿过程的两个阶段.所有这些手性相关的行为可以归因于不同的几何约束下的磁化动力学。此外，DW结构具有不同的响应和敏感性的应用领域，导致层次和复杂的沃克击穿过程。这为DW手性调控提供了一个新的视角。
2020-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Domain wall pinning and potential landscapes created by constrictions and protrusions in ferromagnetic nanowires
利用空间分辨的磁光克尔效应测量，探讨了薄坡莫合金纳米线中不对称收缩或突起附近的横向畴壁（TDWs）所经历的电势。这两种类型的陷阱被发现作为钉扎中心的DW。钉扎的强度被发现取决于陷阱类型以及传入DW的手性;这两种类型的陷阱被认为是作为势阱或势垒，也取决于DW的手性。微磁学模拟已经进行了良好的定性与实验结果一致。
2008-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electric field control of multiferroic domain wall motion
在集体坐标框架下研究了多铁性畴壁的动力学行为，其中电场通过非均匀磁电相互作用与磁化强度耦合。我们展示了电场是如何能够延迟域壁运动的沃克击穿的发作，导致最大壁速度的显着增强。此外，我们表明，在固定制度的磁畴壁的手征可以有效地逆转时，电场施加沿方向的磁场。这些特性表明，多铁性畴壁可能为设计更快、更低功耗的畴壁器件提供一种新的有前景的手段。
2014-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Structure of chiral single-walled carbon nanotubes under hydrostatic pressure
我们研究了不同手性的手性管的结构参数，即键长和键角。所使用的程序是基于螺旋和旋转对称性和Tersoff潜在的。结果表明，在室温条件下，手性管结构中存在等键长和三个不等键角。键长更多地取决于手征性，而对管半径的影响很小。管长对键长和键角的影响不显著。这些C-C键在静水压力下重新计算。键合长度随压力压缩，而键合角度实际上保持不变。我们还进行了分析关于手征管的截面形状和它的压力依赖性。发现在一定压力下，发生从圆形到椭圆形截面的转变。转捩压力强烈地依赖于管的半径和手征。在该过渡处，对应于给定的椭圆截面，所有手性管的键长是相同的。键长的这种行为不同于非手性管。
2008-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Current-induced motion of a transverse magnetic domain wall in the presence of spin Hall effect
我们从理论上研究了双层纳米线中横向磁畴壁的电流诱导动力学，双层纳米线由铁磁体和非磁体组成，具有强的自旋轨道耦合。畴壁动力学的特征在于两个阈值电流密度，$J_{th}^{WB}$和$J_{th}^{REV}$，其中$J_{th}^{WB}$是畴壁的手性切换的阈值，$J_{th}^{REV}$是由自旋霍尔效应引起的反转畴壁运动的另一阈值。对于满足条件$J_{th}^{WB} > J_{th}^{REV}$和α> β（α为Gilbert阻尼常数，β为自旋力矩的非绝热性）的系统，具有一定手征性的畴壁可以在电流范围$J_{th}^{REV} < J < J_{th}^{WB}$内沿与电子流方向相反的方向高速运动。微磁模拟证实了分析结果的有效性。
2012-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry Theory of the Flexomagnetoelectric Effect in the Magnetic Domain Walls
局部挠曲磁电（A.P. Pyatakov，A.K. Zvezdin，2009）在对称性分析的基础上研究了立方六八面体晶体的磁畴壁（DW）中的效应。DW的磁对称性和电极化的强度分布类型之间有很强的联系。结果在DW手性范围内进行了系统化。结果表明，利用外加均匀电场可以在实验上检测到一种新型的局部挠曲磁电耦合。
2010-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Universality of Dzyaloshinskii-Moriya interaction effect over domain-wall creep and flow regimes
手征性在自然界中引起各种现象，例如生物分子、反物质、非共线自旋结构和磁性skyrmion的形成。磁性材料中的手征性通常是由非共线交换相互作用引起的，称为Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction）。这种结构产生了拓扑自旋排列，如磁性skyrmion和手性畴壁（DW）。在手征DW中，双极晶体产生有效磁场$H_{DMI}$，导致DW蠕变区域中DW速度的特殊变化。然而，$H_{DMI}$在不同的DW-动力学制度的作用仍然难以捉摸，特别是由于最近观察到的蠕变和流动制度之间的不同行为。我们在此通过实验证明，$H_{DMI}$的作用在蠕变和流动状态下是不变的。在实验中，通过分解DW运动的对称和反对称贡献来量化纯扰动效应。结果表明，反对称的贡献逐渐消失的蠕变和流动的区域，揭示了对称的贡献$H_{DMI}$是不变的。虽然DW动力学是由不同的机制，目前的观察表明，在蠕变和流动制度的DW上的ESTA效应的独特性。
2016-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Interface control of the magnetic chirality in CoFeB|MgO heterosctructures with heavy metal underlayers
最近的进展，在理解自旋轨道效应的双磁性异质结构开辟了新的范例，以控制磁矩电。据说Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinskii-Moriya interaction）在形成Neel型畴壁中起关键作用，该畴壁可以由自旋霍尔扭矩驱动，自旋霍尔扭矩是由相邻非磁性层中经由自旋霍尔效应产生的自旋电流产生的扭矩。在这里，我们表明，在垂直磁化的X |CoFeB| MgO异质结构中，通过改变相邻的重金属底层（X），可以改变重金属的强度和符号。尽管具有相同的自旋霍尔角，但取决于底层，畴壁沿着或逆着电子流移动。我们发现，当底层由Hf变为W时，畴壁螺旋的旋转方向是相反的，并且畴壁螺旋的强度随重金属层的5d电子数的变化而变化。甚至可以通过向底层中添加氮来调节磁性，从而允许磁性异质结构中的磁性织构的界面工程。
2014-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality-induced asymmetric magnetic nucleation in Pt/Co/AlOx ultrathin microstructures
实验研究了面内磁场作用下Pt/Co/AlO $_{x}$微结构中垂直各向异性反转磁畴的形核过程。对于足够大的面内场，成核观察优先在样品的边缘垂直于这个字段。成核发生的位置被观察到依赖于初始磁化和施加的磁场方向上的手性方式。这些结果的解释，提出了一个相当大的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用在这个样品中的存在的基础上。这种相互作用的另一个结果是，对于小于有效各向异性场的面内场，畴壁的能量可以变为负值。
2014-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Current-driven dynamics of chiral ferromagnetic domain walls
在大多数铁磁体中，磁化从一个域旋转到下一个域，没有优先旋向性。然而，破缺的反转对称性可以提升手征简并性，通过Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction）导致拓扑丰富的自旋纹理，如自旋螺旋和skyrmions。在这里，我们表明，在重金属和氧化物之间夹着的双金属铁磁体，双金属稳定手性畴壁（DW）的自旋纹理，使非常有效的电流驱动的运动。我们发现，自旋霍尔效应的自旋力矩驱动DW在相反的方向在Pt/CoFe/MgO和Ta/CoFe/MgO，这可以解释只有当DW假设一个Néel配置与左手手性。我们直接确认DW的手征性和刚性通过检查电流驱动的DW动力学与磁场施加垂直和平行于自旋螺旋。这项工作解决了有争议的实验结果的起源，并突出了一个新的途径，界面设计的自旋电子器件。
2013-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of chiral domain walls in an octupole-ordered antiferromagnet
本研究利用金刚石量子扫描磁力计观测kagome反铁磁体Mn3Sn的杂散磁场，实现其纳米尺度磁畴与畴壁的空间分辨，定量获取磁八极矩等关键参数，为手性反铁磁学及自旋电子学应用奠定基础。
2024-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain walls and ferroelectric reversal in corundum derivatives
畴壁是介导铁电体中极化反转的拓扑缺陷，与体材料相比，畴壁可能表现出完全不同的几何结构和电子结构。因此，一个详细的原子尺度的静态和动态性能的畴壁的理解是迫切的兴趣。在这项工作中，我们使用第一性原理的方法来研究$180^{\circ}$畴壁的结构，无论是在其松弛状态和沿铁电反转路径，在铁电体属于家庭的$180^{\circ}$的衍生物。我们的计算预测他们的取向，形成能量和迁移能量，并确定重要的极化，磁化和手征之间的耦合域壁。最后，我们指出了一个强的经验相关性的高度的畴壁介导的极化反转势垒和本地键合环境的移动$A$阳离子的测量键价总和。因此，我们的研究结果提供了理论和经验的指导，未来的搜索铁电体候选人的材料中的铁电衍生物家庭。
2016-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Orbit Torque Driven Chiral Domain Wall Motion in Mn3Sn
本研究报道了Mn3Sn中由自旋轨道矩驱动的快速手性畴壁运动，揭示了其运动机制并强调需用反铁磁框架而非铁磁框架来定量研究该现象，为自旋电子器件集成提供指导。
2024-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stabilization of coupled Dzyaloshinskii domain walls in fully compensated synthetic anti-ferromagnets
研究了层间交换耦合（IEC）和界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya Interaction）对全补偿合成反铁磁体（SAF）中磁畴壁结构的综合影响。采用Lorentz透射电子显微镜（LTEM）表征了以[Pt/（Co/Ni）M]N为基底的Ir基铁磁（FM）层SAF。各个铁磁层的多层设计使得能够控制界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（通过“M”），进而控制畴壁（DW）的结构和手性。我们比较的菲涅尔模式LTEM图像SAF设计中，只有一个变化，在声称的强度的双折射。通过施加原位垂直磁场和样品倾斜，证实了高矫顽力SAF中反铁磁耦合的Dzyaloshinskii畴壁的存在。这一结论是基于在菲涅尔模式LTEM中观察对比度所需的一组独特条件，我们在本文中对此进行了概述。
2019-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry of ferroelectric switching and domain walls in hafnium dioxide
二氧化铪（HfO2）是一种很有前途的铁电材料，由于其与主流集成电路技术的兼容性以及通过减小厚度而令人惊讶地增强的铁电性，可用于实现高密度非易失性存储器和神经形态计算。铁电开关动力学对器件性能至关重要，但HfO2原子结构的复杂性导致了铁电开关的各种路径和畴壁结构的未知。在这里，我们证明了它的低势垒路径和畴壁可以从拓扑对称的角度全面地发现和理解。利用第一性原理和晶格模讨论晶体中的赝手征性和等效变换关系，对HfO2中的4种低势垒场致开关路径和93种不可约拓扑畴壁结构进行了分类和分析.通过对12种180°侧畴壁的迁移率研究，发现了各向异性的反转机制。该方法有望普遍适用于低晶胞点群对称性的位移型铁电体，并为开关动力学的机理研究奠定基础。
2022-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall torque driven chiral domain walls in magnetic heterostructures
描述了自旋霍尔力矩驱动下双磁性异质结构中磁畴壁的运动。我们展示了垂直磁化CoFeB的结果|具有各种重金属底层的MgO异质结构。畴壁根据底层材料的不同沿电流流动方向或逆电流流动方向移动。畴壁移动的方向与在这些异质结构中形成的畴壁螺旋的手性相关联。一维模型被用来描述的实验结果和提取参数，如Dzyaloshinskiii-Moriya交换常数，这是负责的畴壁螺旋的形成。本文描述了在磁性异质结构中界面控制所引起的快速效应。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Aharonov-Bohm Exciton Absorption Splitting in Chiral Specific Single-Walled Carbon Nanotubes in Magnetic Fields of up to 78 T
通过在高达78 T的磁场下进行的磁吸收测量，在手性单壁碳纳米管（SWNT）中观察到源于Aharanov-Bohm效应的Ajiki-Ando（A-A）分裂.每个手性的吸收光谱显示出$E_{11}$光学激子跃迁的清晰的A-A分裂。利用高分辨的吸收光谱，首次确定了磁场中暗-亮激子能量分裂和A-A分裂速率的参数。
2011-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological ferroelectric chirality
本文综述了手性铁电材料的最新进展，重点探讨了纳米结构铁电体中手性的拓扑起源及其可调控功能，并展望了其在纳米光电、等离激元和生物医学等领域的应用前景。
2024-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Observation of hydrogen-induced Dzyaloshinskii-Moriya interaction and reversible switching of magnetic chirality
Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，简称DZ-M）是一种稳定磁手性的相互作用，在基础研究和应用研究中具有重要意义。这种反对称交换相互作用是由界面处或非中心对称晶格中的反转对称破缺引起的。在具有大自旋轨道耦合的磁性/重金属界面处经常发现明显的界面非线性。最近的研究表明，在涉及碳（石墨烯）或氧等轻元素的界面处有希望诱导氧化。在这里，我们报告直接观察到诱导的最轻的元素，氢，在室温下的铁磁层的化学吸附，这是支持密度泛函理论计算。我们进一步证明了可逆的手性转变的磁畴壁，由于通过氢化学吸附/脱附诱导的手性。这些结果为理解低原子序数材料中的手性电子和磁离子器件的设计提供了新的思路。
2021-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Median Mishaps between Chirality and Spin-Orbit Torques via Asymmetric Hysteresis
本研究通过平均两次磁反转的有效磁场，建立了基于磁畴壁手性的自旋轨道矩理论框架，以修正现有测量误差并推动自旋电子学发展。
2024-07-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Conductive domain walls in ferroelectrics as tunable coherent THz radiation source
该研究从理论层面阐释铁电体BiFeO₃中导电畴壁的太赫兹发射机制，指出畴壁条纹可作为金属谐振器，其等离子体频率调控发射的频率与振幅，且特定条件下发射具有非零手性，为构建可调谐相干太赫兹源提供了新思路。
2025-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.app-ph
Manipulation of magnetic domain wall by ferroelectric switching: Dynamic magnetoelectricity at the nanoscale
使用电压控制磁性对于应用是高度期望的，但是由于极性和磁性之间的根本矛盾而仍然具有挑战性。在这里，我们提出了一种机制，操纵磁畴壁亚铁磁或铁磁多铁性使用电场。与基于静态畴级耦合的研究不同，本文的磁电耦合依赖于畴壁周围的协同自旋动力学。伴随着极化反转驱动的自旋手征反转，在纳米尺度上实现了畴壁的“滚下坡”运动，从而局部调谐了磁化强度。该机制为通过自旋动力学实现实用、快速的逆磁电函数开辟了一条新的途径。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable chiral spin texture in magnetic domain-walls
具有优选手性的磁畴壁（DW）表现出非常有效的电流驱动运动。由于结构反转不对称性（SIA）是它们稳定所必需的，因此在高度对称的Pt/Co/Pt中观察手性畴壁是有趣的。在这里，我们调整层的不对称性在这个系统中，并观察到，通过电流辅助DW脱钉实验，一个小的手征场的敏感变化。此外，我们令人信服地链接到DW纹理的DW运动所观察到的效率，使用DW电阻作为直接探针的DW的内部取向的影响下的面内字段。覆盖层厚度对手征场的非常微妙的影响允许其精确控制，这在设计用于最佳自旋-轨道-转矩驱动的DW运动的新材料中是重要的。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Composite topological structure of domain walls in synthetic antiferromagnets
实验研究了Co/Ru/Co反铁磁体薄膜中的磁畴结构和动力学。戏剧性的效果出现从拓扑缺陷之间的相互作用，包括在这些结构中的双畴壁。在外加磁场作用下，双畴壁的传播遵循壁中的双体（双涡旋/双反涡旋）拓扑缺陷的动力学。外场的应用触发了丰富的动力学响应：传播依赖于畴壁中双涡旋和双反涡旋的相互取向和手性。对于某些配置，我们观察到突然跳跃的复合畴壁在增加的领域，这是与复合skyrmions的衰变。这些功能允许在合成反铁磁体中增强对畴壁运动的控制，具有在未来的逻辑和存储设备中将它们用作信息载体的潜力。
2017-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Co-existence of Bloch and Neel walls in a collinear antiferromagnet
我们解决了畴壁结构的反铁磁体模型$\text{Cr}_2\text{O}_3$使用纳米级扫描金刚石磁强计和二次谐波显微镜。我们发现，180 $^\circ$畴壁主要是布洛赫样的，并可以共存与Néel壁在晶体中具有显着的面内各向异性。在后一种情况下，垂直于磁易轴的奈耳壁获得了明确的手性。我们进一步报告的磁畴壁宽度和表面磁化的定量测量。我们的研究结果提供了基本的输入和实验方法的理解畴壁在纯，本征反铁磁体，这是相关的实现反铁磁化合物中的畴壁运动的电控制。
2021-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Study of axial strain induced torsion of single wall carbon nanotubes by 2D continuum anharmonic anisotropic elastic model
最近的分子动力学模拟发现，手性单壁碳纳米管（SWNTs）在拉伸过程中发生扭曲，这类似于螺旋的运动。显然，这种现象是一种曲率-手征效应，不能用通常的单壁碳纳米管各向同性弹性理论来解释。更有趣的是，随着较大的轴向应变（屈曲前），轴向应变诱导扭转（a-SIT）表现出轴向拉伸和压缩应变的不对称行为，这表明单壁碳纳米管的非谐弹性在真正的a-SIT响应中起着重要的作用。为了研究具有实际尺寸的手性单壁碳纳米管的a-SIT，避免由于有限尺寸效应可能导致的计算机模拟结果的偏差，我们提出了一个二维解析连续模型，该模型可以用来描述任意手性、曲率和长度的单壁碳纳米管，考虑了单壁碳纳米管的各向异性和非谐弹性。本模型的弹性能来自于基于第二代反应经验键级势（REBO-II）的晶格能的连续极限，该第二代反应经验键级势是固体碳的公认经验势。我们的模型没有可调的参数，除了那些在REBO-II，模型中的所有系数可以解析计算。利用我们的方法，我们获得了任意半径，手性和手性的单壁碳纳米管的a-SIT响应。我们的结果是在合理的协议与最近的分子动力学模拟。[Liang { \it et.等人，Phys. Rev. Lett，${\bf 96}$，165501（2006）.]我们的方法也可以用来计算其他曲率手征依赖的单壁碳纳米管的非谐力学响应。
2009-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
