Periodic magnetic structures generated by spin-polarized currents in nanostripes
数值研究了自旋极化电流对长铁磁纳米条纹的影响。电流垂直于条纹流动。该研究是基于朗道Lifshitz唯象方程与Slonczewski-Berger自旋力矩项。的磁化行为进行了分析的所有范围内的应用电流,饱和。结果表明,饱和电流是条宽的非单调函数。当条纹宽度增加时,它接近无限薄膜的饱和值。在饱和以下观察到一些稳定的周期性磁化结构。周期性结构的类型取决于条纹宽度。除了一维的域结构,典型的窄线,和二维的涡旋-反涡旋晶格,典型的宽膜,观察到一些中间结构,例如交叉结和金刚石状态。对于窄条纹,提供了分析。
2013-06-26 cond-mat.mes-hall
Revealing 3D Magnetization of Thin Films with Soft X-ray Tomography: Closure Domains and Magnetic Singularities
关于铁磁体内部磁化强度的知识往往受到现有实验方法的限制,这些方法仅对表面区域敏感或空间分辨率有限。我们报告的3D断层重建的磁化内的铁磁薄膜的厚度为240 nm的软X射线显微镜和磁二向色性。该膜具有形成条纹的周期性磁畴和发现从条纹阵列偏移1/4周期的闭合畴。此外,条纹的分叉(充当磁化的反转核)在薄膜内部的3D梅子奇异性和布洛赫点中得到了证据。这种新的方法可以很容易地扩展到自旋电子学应用中的磁性叠层和薄膜中的其他奇点。
2020-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unidirectional tilt of domain walls in equilibrium in biaxial stripes with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
赛道中手征磁畴壁的取向决定了其动力学性质。在平衡状态下,预期磁畴壁的取向垂直于条纹轴。我们证明了在双轴各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的面外磁化条纹中出现单向畴壁倾斜。这种倾斜是面内易轴各向异性和磁感应强度之间相互作用的结果。我们发现,额外的各向异性和磁化倾向于不同的畴壁结构:各向异性链接的磁化方位角内的畴壁的各向异性方向相反,磁化倾向于垂直于畴壁平面。它们与由于畴壁延伸而产生的能量增益的平衡定义了畴壁倾斜的平衡磁化。我们证明,沃克场和相应的沃克速度的畴壁可以在系统中支持倾斜壁增强。
2020-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetization statics and dynamics in (Ir/Co/Pt)$_6$ multilayers with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
采用磁控溅射法制备了具有界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(IDMI)的(Ir/Co/Pt)$_6$磁性多层膜,Co的厚度为$d=1.8$ nm.利用纵模显微镜、磁力显微镜和振动样品磁强计中的磁光克尔效应,研究了磁场驱动下磁畴结构和磁滞回线的演化。推导出弱条纹畴结构的存在--几十微米的面内“芯”磁化畴被几百纳米的面外磁化畴调制。微磁学模拟解释了这种磁化分布。使用布里渊光散射(BLS)光谱作为斯托克斯和反斯托克斯峰值频率之间的差$Δf$来进行IDMI的定量评价。由于IDMI的添加剂性质,Ir和Pt覆盖物的不对称组合导致大的有效IDMI能量密度值$D_\mathrm{eff}$。结果发现,斯托克斯和反斯托克斯频率以及$Δf$,作为面内施加的磁场的函数测量,显示滞后。这些结果的解释下考虑的影响,IDMI的面内磁化的“芯”与弱条纹畴的动力学。
2022-04-12 cond-mat.mes-hall
Element-specific visualization of dynamic magnetic coupling in a Co/Py bilayer microstructure
我们提出了元素特定的和时间分辨的可视化均匀铁磁共振激发坡莫合金(Py)盘钴(Co)条双层微结构。共振激发磁化的横向高频分量通过铁磁共振(FMR)和扫描透射X射线显微镜(STXM-FMR)的组合在ps制度中采样,以纳米空间分辨率记录Py和Co的局部磁化进动的快照。该方法使我们能够单独成像的每个元素的共振动态响应,我们发现,角动量从Py盘转移到Co条纹,反之亦然,在各自的共振。我们的样品的积分(腔)FMR谱显示出意想不到的额外的第三共振。在STXM-FMR实验中也观察到这种共振,并且我们的微观发现表明,它受Py和Co之间的磁交换的支配,显示Co条纹由于杂散场影响而导致的磁化相对相位的差异。
2022-02-10 cond-mat.mes-hall
Neutron Reflectometry Studies on Magnetic Stripe Domains in Permalloy/Superconductor bilayers
利用中子反射法研究了相邻超导层超导性的产生对磁层中磁畴结构的影响。研究了1~ $μ$ m厚坡莫合金(Py)薄膜中磁畴结构随磁场、温度的变化以及相邻层超导起始的影响。布拉格峰在离镜面散射观察到在低场饱和后,与面内场,这是由于沿磁场方向的准平行的磁条。在从饱和的磁化反转期间,条纹图案显示出周期、横向相干长度(\textit{i.e.},垂直于条纹)和面外磁化分量的幅度的增加。磁条的相干长度在剩余状态下是各向异性的,其中纵向相干长度(\textit{i.e.},沿着磁条)大于横向相干长度。条纹周期在300~ 3 K之间表现出较弱的温度依赖性,但当温度超过超导临界温度时,条纹周期没有发生突变。
2014-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Current distributions in stripe Majorana junctions
我们计算了具有有限($y$)横向长度的正常和Majorana纳米线之间的条形(2D平面)结中的电流和密度分布。在存在具有垂直分量和面内分量的磁场的情况下,正常电极导线中充电电流分布的$y$对称性在马约拉纳相变中发生强烈变化:从存在马约拉纳模式时的中心对称到场倾斜时的横向偏移(如霍尔效应所预期),例如由于投影规则而破坏马约拉纳模式。我们比较准粒子和电荷分布的电流和密度,以及自旋磁化。马约拉纳模式导致结上相反的自旋积累和自旋电流的出现。
2016-08-24 cond-mat.mes-hall
Circular stripe domains and cone state vortices in disk-shaped exchange coupled magnetic heterostructures
本文研究了圆盘形交换耦合磁性异质结构中通过调节层间交换耦合和几何参数控制环形条纹畴与锥态涡旋等拓扑手性纹理的生成与相变,为自旋电子器件应用提供了新途径。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Stray-field-induced modification of coherent spin dynamics
InGaAs半导体量子阱中的电子自旋被用作图案化Fe条的磁杂散场的磁强计。利用时间分辨的法拉第旋转,测量了在不同磁场下,铁条下方非均匀场中量子阱自旋的相干旋进。与Au制成的参考条带相比,我们发现自旋进动频率的增强与Fe的磁化强度成正比,与自旋衰减时间的减少一致,这归因于量子阱层中的非均匀磁杂散场。
2006-03-10 cond-mat.mes-hall
Impacts of the half-skyrmion spin topology, spin-orbit torque, and dynamic symmetry breaking on the growth of magnetic stripe domains
该研究通过实验与解析建模,揭示了自旋轨道矩诱导的磁条纹畴横向生长的新机制,发现畴壁磁矩动态重构而非半斯格明子拓扑是类斯格明子霍尔效应运动的成因,阐明了自旋轨道矩对畴生长方向的调控作用。
2023-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of stripe domains in magnetic shape memory alloys
从理论上研究了磁性形状记忆材料薄板在外加磁场作用下多变量斑图的演化规律。一个几何域模型被认为是由直条状马氏体变体与恒定的内部磁化强度(高各向异性极限)和磁畴壁取向固定的孪晶界。通过对退磁能的积分变换,将微磁能转换成便于直接数值计算和解析计算的形式。本文导出了具有直孪晶和斜孪晶边界的多元斑图的平衡几何参数随外加场和板的材料参数的变化关系。结果表明,斜多变量状态只存在于厚度L大于某一临界值L_0的板中。在L < L_0的样品中,磁场驱动的转变直接发生在单个变体状态之间。
2007-10-04 cond-mat.mes-hall
Stripe glasses in ferromagnetic thin films
磁性多层膜系统中的畴壁可以表现出非常复杂和迷人的行为。例如,由于强的面外各向异性,硬磁材料的薄膜的磁化通常垂直于薄膜平面,但是其方向周期性地改变,形成交替的上自旋和下自旋条纹图案。后者通过铁磁耦合和偶极-偶极相互作用之间的竞争而稳定,并且当施加适度的面内磁场时消失。有人建议,这种行为可以理解为自诱导条纹玻璃化。在本文中,我们表明,这样的情况下是兼容的实验结果。薄膜的强面外磁各向异性有利于条纹有序相和玻璃相的形成。在零磁场下,系统只能在相当大的温度的窄区间内形成玻璃。然而,面内磁场使玻璃化转变向较低温度移动,因此使其在室温或低于室温。在良好的定性与实验结果的一致性,我们表明,一个温和的平面内磁场的顺序$30~{\rm mT}$可以导致缺陷的条纹图案,这套发病的玻璃化转变的形成。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall
Evolution of ferromagnetic stripes in FePt films at low temperature
本文研究等原子比FePt薄膜在低温下的铁磁条纹演化,发现条纹宽度遵循Murayama定律且对温度有非平凡依赖,并揭示条纹状态取决于温度变化历史而非参数条件。
2023-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Complementary lateral-spin-orbit building blocks for programmable logic and in-memory computing
基于自旋轨道转矩的非易失性自旋电子材料和器件的电流驱动开关为未来的信息处理应用提供了快速的数据处理速度、低功耗和无限的耐久性。类似于传统的CMOS技术,重要的是开发一对互补的自旋轨道器件,其具有作为实现复杂逻辑功能的基本构建块的差异化磁化切换感测。已经提出了使用外部磁场或复杂叠层/电路设计的各种尝试,然而,仍然强烈期望更简单和更可行的方法。在这里,我们表明,一对两个局部激光退火的垂直的Pt/Co/Pt设备与相反的激光轨道配置,从而反向无场横向自旋轨道转矩(LSOTs)诱导开关的意义,可以采用这种互补的自旋轨道积木。通过对每个样品的初始磁化状态(自旋向下/向上)进行电编程,获得了AND、OR、NAND和NOR四个布尔逻辑门以及包含XOR门的自旋轨道半加法器。此外,各种初始化的自由,工作电流强度可编程的状态逻辑操作,包括材料蕴涵(IMP)门,也被证明作为一个逻辑输入的磁化状态。我们的互补LSOT构建块为未来高效的自旋逻辑和内存计算架构提供了一种适用的方式。
2020-03-14 cond-mat.mes-hall
Spin wave non-reciprocity and beating in permalloy by time-resolved magneto-optical Kerr effect
利用时间分辨磁光克尔效应研究了坡莫合金带中自旋波模的传播特性。我们观察到的影响下,在时域中的电方脉冲激励的条纹的中心的拍频干涉图案。我们还探讨了自旋波传播与外部磁场的依赖性的非互易行为。空间依赖性研究表明,本地化的边缘模式自旋波具有较低的频率比自旋波在条纹的中心,由于在整个条纹的宽度变化的磁化矢量。
2014-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling bubble and skyrmion lattice order and dynamics via stripe domain engineering in ferrimagnetic Fe/Gd multilayers
Universität Göttingen(哥廷根大学);TU Wien(维也纳工业大学);University of Vienna(维也纳大学);University of Augsburg(奥格斯堡大学)
通过条状磁畴工程调控铁磁Fe/Gd多层中的气泡和反ferromagnetic晶格秩序及动力学,实现对磁化动力学的精确控制。
2025-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the magnetization textures in NiPd nanostructures
我们已经观察到奇特的磁化纹理Ni $_{80}$ Pd $_{20}$纳米结构使用三种不同的成像技术:磁力显微镜,光电子显微镜下的偏振X射线吸收,和扫描电子显微镜与偏振分析。具有强横向电荷和弱条纹结构的类金刚石结构域的出现证明了这些纳米带中存在横向和垂直各向异性。这种各向异性被认为是加强随着温度的降低,在150 K的简化的域结构证明。提出了一个热应力松弛模型来解释这些观测结果。弹性计算耦合到微磁模拟定性支持这个模型。
2011-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast internal dynamics of chiral domain walls probed by time-resolved XRMS
Universität Siegen(锡根大学);Elettra Sincrotrone Trieste(的里雅斯特 Elettra 同步辐射中心);Ca' Foscari University of Venice(威尼斯卡福斯卡里大学);Synchrotron SOLEIL(索莱尔同步辐射中心);Johannes Gutenberg-Universität Mainz(美因茨约翰内斯·古腾堡大学);Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay(阿尔贝·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)
利用时间分辨X射线共振磁散射测量迷宫状条纹畴中手性Néel型畴壁的皮秒动力学,发现圆二色信号对畴壁内面内磁化敏感,表现出强振荡响应,归因于泵浦诱导的有效各向异性和饱和磁化强度变化导致的畴壁内模恢复场软化。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Finite temperature phase diagram of ultrathin magnetic films without external fields
我们通过引入平均场论来分析非均匀磁性薄膜的有限温度相图,该理论在低各向异性区域有效,即,de Spin Reorientation Transition附近的景点理论结果进行了比较与蒙特卡罗模拟的微观海森堡模型。建立了系统的有限温度行为和基态性质之间的联系。分析了条纹图案的一些性质,如倾斜态的存在、条纹宽度变化现象以及相关的磁化分布。
2012-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Magnetization spin dynamics in a (LuBi)3Fe5O12 (BLIG) epitaxial film
铋掺杂的镥铁石榴石(BLIG)薄膜具有比钇铁石榴石更大的法拉第旋转和更高的居里温度。利用傅立叶畴偏振显微镜观察到了条纹状磁畴,测量到磁畴宽度为1.4 μm,法拉第旋转实验产生了5 Oe的矫顽场,这些特征构成了微磁学模拟的基础,使我们能够估计和比较BLIG薄膜中的自旋波激发。我们观察到,这些薄膜支持热磁振子的进动频率为7 GHz的线宽为400 MHz。进一步研究了旋进频率与外加磁场的关系。布里渊光散射实验和模拟预测的进动频率显示出类似的趋势,增加领域。
2017-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
T=0 phase diagram and nature of domains in ultrathin ferromagnetic films with perpendicular anisotropy
本文给出了一个具有垂直各向异性薄膜模型的零温相图。在一阶各向异性近似下,研究了有关耦合常数的整个参数空间。由于基态是由布洛赫墙分隔的垂直条纹形成的,因此使用标准变分法,并辅以专门设计的蒙特卡罗模拟。根据条纹域的不同性质,我们可以区分四种机制:具有尖锐畴壁的高各向异性伊辛区、具有较厚壁的饱和条纹区(在该较厚壁内形成磁化的面内分量)、窄的倾斜状区,其特征在于面内和面外磁化分量的正弦变化,其在各向异性进一步减小时经由自旋重取向转变(SRT)导致面内铁磁状态。域和壁的性质进行了详细描述,连同域宽度与各向异性的变化,为任何值的交换和偶极相互作用。我们的研究结果,虽然严格有效的$T=0$,可以解释数据在有限温度下的域宽度的演变,一个仍然很大程度上开放的问题是有价值的。
2010-08-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization dynamics and Majorana fermions in ferromagnetic Josephson junctions along the quantum spin Hall edge
我们研究了量子自旋霍尔绝缘体边缘铁磁序和超导序之间的相互作用。利用互补的解析和自洽的数值方法,我们研究了铁磁约瑟夫森结,并展示了磁性和超导U(1)相之间的直接耦合是如何引起几个不寻常的现象的,这些现象将本系统与它的非拓扑等价系统区分开来。特别是,我们演示了如何异常的电流相位关系触发超导感应磁化动力学,也研究了出现在结中的马约拉纳费米子的空间定位。
2011-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con