Exploring a quantum-information-relevant magnonic material: Ultralow damping at low temperature in the organic ferrimagnet V[TCNE]x
量子信息科学和工程需要新型低损耗磁性材料用于基于磁振子的量子相干操作。对低损耗磁性材料的研究，传统上是由室温附近的微波电子学应用所驱动的，由于量子信息科学和技术中的许多应用需要在低温下工作，因此受到了额外的限制。虽然钇铁石榴石（YIG）几十年来一直是首选材料，但具有强大磁性和超低阻尼的分子基材料的出现为探索开辟了新的途径。具体来说，四氰基乙烯钒（V[TCNE]x）薄膜可以被图案化成混合量子元件所需的多个连接结构，并显示出室温吉尔伯特阻尼（α = 4 \times 10^-5），可以与本征（体）阻尼相媲美，否则只能在高度抛光的YIG球体中看到（集成到阵列中更具挑战性）。在这里，我们提出了一个全面和系统的研究低温磁化动力学的V[TCNE]x薄膜，其应用在量子系统的影响。这些研究揭示了温度驱动的，应变相关的磁各向异性，补偿薄膜形状各向异性，并在5 K的磁共振线宽的恢复，相当于室温值（约2 G，9.4 GHz）。我们可以解释这些变化的V[TCNE]x线宽的背景下，散射从非常稀的顺磁性杂质，并预计额外的线宽变窄的温度进一步降低。
2021-11-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Radiative damping in wave guide based FMR measured via analysis of perpendicular standing spin waves in sputtered Permalloy films
利用矢量网络分析仪铁磁共振（VNA-FMR）测量了75 nm、120 nm和200 nm厚的坡莫合金薄膜中自旋波共振的阻尼$α$。样品和波导之间的电感耦合导致额外的辐射阻尼项。通过测量坡莫合金薄膜中的垂直自旋驻波（PSSW）来确定辐射对整体阻尼的贡献，并将结果与简单的分析模型进行比较。PSSW的阻尼可以完全由三个贡献来解释：固有阻尼、涡流阻尼和辐射阻尼。未观察到其他贡献。此外，还提出了一种确定单共振FMR测量中辐射阻尼的方法。
2015-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental Investigation of Temperature-Dependent Gilbert Damping in Permalloy Thin Films
铁磁材料的吉尔伯特阻尼可以说是最重要的，但最不了解的唯象参数，决定实时磁化动力学。了解吉尔伯特阻尼的物理起源是高度相关的发展未来的快速开关自旋电子器件，如磁传感器和磁性随机存取存储器。在这里，我们报告的温度依赖性吉尔伯特阻尼在坡莫合金（Py）薄膜的不同厚度的铁磁共振的实验研究。从厚度依赖性，两个独立的贡献吉尔伯特阻尼被确定，即体阻尼和表面阻尼。特别有趣的是，体阻尼随温度降低而单调减小，而表面阻尼在~50 K处显示出增强峰。这些结果为超薄磁性膜中吉尔伯特阻尼的物理起源提供了重要的见解。
2016-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature Intrinsic and Extrinsic Damping in Polycrystalline Fe Thin Films
我们研究室温磁弛豫多晶铁膜。面外铁磁共振（FMR）测量显示，吉尔伯特阻尼参数$\approx$ 0.0024的Fe膜的厚度为4-25 nm，无论其微结构特性。与薄膜微观结构的显着不变性强烈表明，在室温下的多晶金属中的固有吉尔伯特阻尼是纳米晶粒的局部性质，从晶界和薄膜粗糙度的影响有限。相比之下，铁膜的面内FMR线宽表现出明显的非线性频率依赖性，表明存在较强的非本征阻尼。为了拟合我们的面内FMR数据，我们使用了两种类型的关联函数，旨在描述在膜中的不均匀性的空间分布的晶粒到晶粒的双磁振子散射模型。然而，这两个关联函数都不能用物理上合理的参数定量地再现实验数据。我们的研究结果推进的内在吉尔伯特阻尼结构无序的薄膜的基本理解，同时表明需要更深入地研究微观结构的无序如何管理外在阻尼。
2022-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct microscopic evidence of shear induced graphitization of ultrananocrystalline diamond films
超纳米金刚石薄膜具有超低摩擦和高耐磨性的原因至今仍存在争议，因为在滑动界面处存在着复杂的摩擦化学。在这里，我们报告的表面形貌和摩擦膜的纳米级摩擦的比较研究，在两组具有不同结构特征的UNCD膜的磨损痕迹。尽管这两种膜显示超低的摩擦系数，在Ar气氛下生长的UNCD膜（UNCDAr）表现出高的耐磨性，而在N2中生长的膜（UNCDN）的磨损率更高。摩擦力显微镜（FFM）的调查清楚地揭示了这两种薄膜的剪切诱导石墨化的表现。然而，UNCDAr膜的磨损痕迹在无定形碳摩擦膜上具有几层石墨烯（FLG）结构的大网络，而UNCDN膜的磨损痕迹中仅存在孤立的FLG结构簇。在这里，我们展示了直接的微观/纳米证据的形成大网络的~ 0.8 - 6 nm厚的FLG结构，作为剪切诱导石墨化的结果，并讨论其在超低摩擦和磨损的决定性作用。
2021-06-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Reactive pulsed direct current magnetron sputtering deposition of semiconducting yttrium oxide thin film in ultralow oxygen atmosphere: A spectroscopic and structural investigation of growth dynamics
本研究通过反应脉冲直流磁控溅射在超低氧气氛下沉积半导体氧化钇薄膜，利用光谱与结构表征揭示一氧化钇在过渡区形成及非晶主导特性，旨在理解异常价态钇的生长动力学。
2023-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Low-damping sub-10-nm thin films of lutetium iron garnet grown by molecular-beam epitaxy
我们分析了分子束外延生长的（111）取向的镥铁石榴石（Lu $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$）薄膜的结构和磁性，薄膜厚度为2.8 nm。厚度相关的测量的面内和面外的铁磁共振使我们能够量化的两个磁振子散射的影响，以及表面各向异性和饱和磁化强度。我们实现了有效的阻尼系数的$11.1(9) \times 10^{-4}$为5.3 nm的薄膜和$32(3) \times 10^{-4}$为2.8 nm的薄膜，其中的最低值报告的任何绝缘亚铁磁性样品的可比厚度。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microwave magnon damping in YIG films at millikelvin temperatures
如果要保持相干性，量子器件中使用的磁振子系统需要低阻尼。亚铁磁电绝缘体钇铁石榴石（YIG）在室温下具有低磁振子阻尼，是未来量子器件中微波磁振子激发的强有力候选者。单晶YIG薄膜通常生长在钆镓石榴石（GGG）衬底上。在这项工作中，对YIG波导与GGG基板和没有的比较实验表明，该材料在低温下的阻尼增加起着重要的作用。测量结果表明，由于温度峰值过程的阻尼是占主导地位的高于1 K。阻尼行为，我们可以归因于耦合到两个层次的波动（TLF）的观察低于1 K。在20 mK下使无衬底YIG中的TLF饱和后，可实现1.4 MHz的线宽：低于在室温下测得的线宽。
2019-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital-excitation-dominated magnetization dissipation and quantum oscillation of Gilbert damping in Fe films
本研究利用第一性原理计算与铁磁共振实验，揭示了Fe中轨道激发主导的自旋耗散机制及低温下由量子阱态引起的Gilbert阻尼振荡，解释了Fe基合金的超低阻尼现象。
2025-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Damping and magnetic anisotropy of ferromagnetic GaMnAs thin films
用X波段（9GHz）和Q波段（35GHz）铁磁共振（FMR）谱研究了退火后外延Ga_（0.93）Mn_（0.07）As层在拉应力和压应力下的磁性。通过对均匀模谱线宽的分析，确定了FMR吉尔伯特阻尼因子α。在T=4K时，我们得到压应力层的最小阻尼系数α = 0.003。它的值不是各向同性的。它在磁场易磁化轴方向上有一个极小值，并随测量温度的升高而增大。它的平均值是为两种类型的膜的顺序为0.01，尽管强烈的差异，在20 Oe和600 Oe之间变化的GaAs和GaInAs衬底上生长的层分别在不均匀的线宽。
2008-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultralow and Tunable Thermal Conductivity of Parylene C for Thermal Insulation in Advanced Packaging
School of Software & Microelectronics, Peking University（北京大学软件与微电子学院）；School of Integrated Circuits and Beijing Advanced Innovation Center for Integrated Circuits, Peking University（北京大学集成电路学院及北京集成电路先进创新中心）
本研究通过退火调节聚酰亚胺C薄膜的热导率，发现其具有超低热导率，为先进封装的热绝缘提供了新方案。
2026-03-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thickness and temperature dependence of the magnetodynamic damping of pulsed laser deposited $\text{La}_{0.7}\text{Sr}_{0.3}\text{MnO}_3$ on (111)-oriented SrTi$\text{O}_3$
研究了用脉冲激光沉积法在（111）取向SrTi $\text{O}_3$（STO）衬底上生长的10、15和30 nm厚的$\text{La}_{0.7}\text{Sr}_{0.3}\text{MnO}_3$（LSMO）薄膜的磁动力学性质。在100- 300 K温度范围内进行了铁磁共振（FMR）实验，提取了磁动力学阻尼参数$α$作为薄膜厚度和温度的函数。我们发现，阻尼是最低的中间膜厚度为15 nm的$α\approx 2 \cdot 10^{-3}$，其中$α$是相对恒定的温度的函数远低于各自的膜的居里温度。
2016-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultra Thin Films of Yttrium Iron Garnet with Very Low Damping: A Review
薄钇铁石榴石（YIG）是一种很有前途的集成磁振子材料。为了将YIG引入纳米工艺中，有必要制造厚度远低于100 nm的非常薄的YIG膜，同时保持材料的非凡磁性，特别是其长的磁振子寿命和自旋波传播长度。在这里，我们简要介绍了这个主题，我们回顾和讨论在过去十年中发表的各种结果在这方面。特别是对于薄膜，脉冲层沉积和溅射是最有前途的候选者。此外，我们还讨论了室温沉积和退火在基于剥离的纳米图案化中的应用以及过去几年来通过这种方法获得的纳米结构的性质。
2020-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thickness and temperature dependent damping in La$_{0.67}$Sr$_{0.33}$MnO$_{3}$ epitaxial films
本文研究了LSMO外延薄膜中随厚度和温度变化的阻尼行为，发现类ρ和类σ两种散射的竞争导致复杂阻尼，且氧八面体畸变通过影响费米面精细电子结构控制类ρ阻尼，揭示了该复杂性源于强关联效应。
2023-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Spin Dynamics and Multiple Reflections in Ferromagnetic Film in Contact with Normal Metal Layers
利用Tserkovnyak等人的自旋泵浦理论研究了嵌入在正常金属层之间的金属铁磁膜的自旋动力学。88，117601（2002）]。这种结构的散射矩阵是使用自旋相关的量子阱在铁磁区的潜力。由于在井中的多次反射，多余的吉尔伯特阻尼和旋磁比表现出量子振荡的铁磁膜的厚度的函数。振荡的波长由量子阱的深度给出。对于嵌入金层之间的铁膜，吉尔伯特阻尼的振荡幅度与Urban等人[Phys.Rev.Lett. 87，217204（2001）]。结果与Mills的线性响应理论[Phys.Rev.B68，0144419（2003）]进行了比较。
2004-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant anisotropy of Gilbert damping in epitaxial CoFe films
金属铁磁薄膜的Gilbert阻尼是自旋电子学应用中的一个热点问题。本文报道了外延Co $_{50}$ Fe $_{50}$薄膜的巨吉尔伯特阻尼各向异性，其最大最小阻尼比为400%，这是由宽带自旋力矩和感应铁磁共振确定的.我们的结论是，这种阻尼各向异性的起源是不同的磁化取向的立方晶格中的自旋轨道耦合的变化，这是进一步证实了从各向异性的磁电阻的大小在Co $_{50}$ Fe $_{50}$。
2019-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Robust formation of nanoscale magnetic skyrmions in easy-plane thin film multilayers with low damping
实验证明了在具有界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的易平面各向异性多层膜中，可以形成半径约为25 nm的室温Skyrmions.我们通过磁力显微镜检测到单个磁性skyrmion的形成，并发现skyrmion在高达约200 mT的面外场中是稳定的。我们确定了层间交换耦合以及界面耦合的强度。此外，我们研究了动态微波自旋激发的宽带磁共振谱。根据均匀Kittel模式，我们确定了磁各向异性和低阻尼$α_{\mathrm{G}} < 0.04$。我们还发现明确的磁共振签名的非均匀（skyrmion）状态。我们的研究结果表明，易平面多层膜中的skyrmions是有前途的自旋动力学应用。
2021-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelastic Gilbert damping in magnetostrictive Fe$_{0.7}$Ga$_{0.3}$ thin films
我们报告了一个增强的磁弹性贡献的吉尔伯特阻尼在高磁致伸缩Fe $_{0.7}$ Ga $_{0.3}$薄膜。这种效果是减轻的双平面场，导致在所有的膜的吉尔伯特阻尼大的各向异性（在室温下高达10倍）。这些主张是支持宽带测量的铁磁共振线宽的温度范围内（5至400 K），这有助于阐明磁致伸缩和声子弛豫的磁弹性吉尔伯特阻尼的效果。
2021-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-dependent Gilbert damping of Co2FeAl thin films with different degree of atomic order
半金属度和低磁阻尼一直是自旋电子学材料的追求，而全赫斯勒合金在这方面提供了出色的性能。然而，在沉积的全赫斯勒合金薄膜中获得良好有序的半金属相具有挑战性，并且理论一直难以建立对这些系统中温度相关吉尔伯特阻尼的基本理解。在这里，我们提出了一个不同的顺序作为沉积的Co2FeAl全Heusler合金薄膜的温度依赖的吉尔伯特阻尼的研究。带间和带内电子散射的总和与有限的电子寿命在布洛赫状态管理的吉尔伯特阻尼的良好有序的相相反的阻尼的部分有序和无序的相，这是由带间电子散射单独。这些结果，特别是超低的室温下观察到的有序相的固有阻尼提供了新的基本见解吉尔伯特阻尼的物理起源在全Heusler合金薄膜。
2017-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-low damping in lift-off structured yttrium iron garnet thin films
我们表明，使用无掩模光刻和剥离技术，图案化的钇铁石榴石薄膜具有超低吉尔伯特阻尼可以完成。采用脉冲激光沉积法在（001）取向的钆镓石榴石上生长了70 nm厚的薄膜，薄膜具有高的结晶质量、低的表面粗糙度和127 emu/cm ~ 3的有效磁化强度。吉尔伯特阻尼参数低至5x 10 -4。所获得的结构具有明确的尖锐的边缘，连同良好的结构和磁膜性能铺平了道路，在制造高品质的磁振子电路和氧化物为基础的自旋电子器件。
2019-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Damping in Ru/Co-based multilayer films with large Dzyaloshinskii-Moriya interaction
磁性材料工程的最新发展导致了具有高界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction）的系统的实现。因此，非共线磁孤子态或非互易自旋波动力学的形成是可以实现的。通常使用的材料基于双层重金属/铁磁体，例如，Pt/Co。这些层的特征不仅在于强的自旋，而且在于自旋泵效应和由此产生的相对大的阻尼。在这里，我们表明，相当大的界面的双金属也可以存在于基于Ru/Co的双层，其特征在于具有低自旋泵效应和低阻尼。因此，它是一个很好的候选人的动力学研究和实施的手征电子。理论计算表明，晶格的应变可以强烈地影响和控制介电常数的值。我们展示了一个系统的实验和理论比较Pt/Co和Ru/Co双层作为自旋电子和自旋轨道电子应用程序的一个值得的候选人之间的磁性材料参数。
2019-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong two-dimensional plasmon in Li-intercalated hexagonal boron-nitride film with low damping
等离子体激元领域寻求找到具有低朗道、声子和其他损失（小衰减宽度）的强等离子体激元（大等离子体激元极重量）的材料。在本文中，我们提出了一类新的材料，表现出非常好的等离子体特性。这些材料由范德华堆叠的“等离子体激元活性”层（原子级薄的金属层）和“支撑”层（原子级薄的宽带隙绝缘层）组成。详细研究了一种可以在实验上实现的材料--锂嵌入六方氮化硼。我们发现，它的二维等离子体激元强度优于重掺杂石墨烯中的狄拉克等离子体激元强度，这是很难实现的。我们还提出了计算非常便宜的方法，但在这样的材料中的等离子体激元光谱的准确分析，基于一个带紧束缚的方法和有效的背景介电函数。
2018-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Contact Stiffness and Damping of Liquid Films in Dynamic Atomic Force Microscopy
采用分子动力学模拟研究了简单非极性液体中的小振幅动态原子力显微镜（dynamic-AFM）。研究发现，在线性动力学范围内，约束膜的接触刚度和阻尼呈现出类似的溶剂化力振荡，并且它们通常是异相的。对于单层厚度为整数的固化薄膜，在分层过渡前进一步压缩薄膜会导致更高的刚度和更低的阻尼。我们发现，在固化膜中的分子扩散增强，但由于AFM针尖的机械激励。
2015-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Spin-Torque Ferromagnetic Resonance Measurements of Damping in Nanomagnets
利用微波频率自旋转移矩驱动的铁磁共振，在室温下测量了薄膜CoFeB和坡莫合金（Py）纳米磁体的磁阻尼参数α。我们得到的$α_{CoFeB} = 0.014 \pm 0.003$和$α_{Py}=0.010 \pm 0.002$，扩展薄膜的测量值相当，但显着小于以前确定的有效阻尼类似的纳米磁体适合大角度磁激发和磁反转的时域研究。大振幅纳米磁体动力学的较大阻尼归因于非均匀磁模式的非线性激励。
2007-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of intrinsic magnetic damping in defect-free epitaxial Fe3O4 thin films
利用全光泵浦-探测技术研究了缺陷控制外延生长的Fe $_3$ O $_4$（111）/YSZ纳米薄膜中旋进自旋动力学的磁阻尼。发现无缺陷Fe $_3$ O $_4$薄膜的本征阻尼常数显著大于有结构缺陷的Fe $_3$ O $_4$薄膜的本征阻尼常数。我们表明，人口的一阶垂直自旋驻波（PSSW）模式，这是专门观察到在足够高的外部磁场下的无缺陷的薄膜，导致增强的均匀旋进（Kittel）模式的磁阻尼。我们提出了一个物理图片中的PSSW模式作为额外的能量耗散的Kittel模式的额外通道。随着面内磁化进动的均匀化，从Kittel模到PSSW模的能量转移增加，导致无缺陷Fe $_3$ O $_4$薄膜中独特的内禀磁阻尼增强。
2019-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Low magnon damping of a EuSe film down to millikelvin temperatures
University of Vienna（维也纳大学）；Johannes Kepler University Linz（林茨约翰内斯·开普勒大学）；University of Münster（明斯特大学）
本研究通过磁测量和宽带铁磁共振表征EuSe薄膜，发现其在毫开尔文温度下具有低磁子阻尼特性，有望用于混合量子系统和量子磁学领域。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of layer defects on the damping in ferroelectric thin films
本文应用格林函数技术，在横场中对伊辛模型进行修正，计算了含结构缺陷的铁电薄膜的元激发阻尼和相变温度。基于阻尼函数的解析表达式，我们分析了其依赖于温度，薄膜厚度和相互作用强度的数值。结果表明，铁电薄膜中的缺陷层、含杂质或空位的层以及含位错的层，由于缺陷层内交换作用的不同，都能引起阻尼的强烈增加。对于不同厚度的铁电薄膜，计算结果与实验数据符合得很好。
2005-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Damping in yttrium iron garnet film with an interface
我们报告了强阻尼增强在200 nm厚的钇铁石榴石（YIG）薄膜由于在界面处的自旋不均匀性。生长诱导的薄界面钆铁石榴石（GdIG）层反铁磁（AFM）交换耦合与其余的YIG层。铁磁共振（FMR）线宽$ΔH$的面外角度变化反映了由于YIG中存在交换类弹簧矩排列而导致的有效磁化强度$Δ4 πM_{eff}$的大的不均匀分布。我们探测自旋的不均匀性在YIG-GdIG界面进行面内角度变化的共振场$H_{r}$，导致单向功能。除了固有的本征吉尔伯特贡献外，大的非本征$Δ4πM_{eff}$贡献表明YIG膜中的进动阻尼增强。
2021-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Reply on ``Fluctuation-dissipation considerations for phenomenological damping models for ferromagnetic thin films'' [N. Smith, J. Appl. Phys. \bf{92}, 3877 (2002)]
我们表明，我们最近的论文中提出的上述文件（NS）呼吁电路和线性磁化动力学之间的一个不正确的数学类比的批评，不正确地使用经典概念的正常模式和基本方程，给出不一致的结果，因此得出不正确的结论。
2002-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Understanding Damping Mechanisms via Spin Diffusion Length in Low-damping Li$_{0.5}$Al$_{1.0}$Fe$_{1.5}$O$_4$ Spinel Ferrite Thin Films
Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
研究通过分析电热生成磁子的自旋扩散长度变化，揭示低损耗尖晶石薄膜中磁子阻尼机制的核心差异。
2026-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Damping of Confined Modes in a Ferromagnetic Thin Insulating Film: Angular Momentum Transfer Across a Nanoscale Field-defined Interface
我们观察到一个依赖的阻尼旋进铁磁磁化模式的大小上的限制模式。微米尺度的模式内创建一个扩展的，未图案化的YIG薄膜的装置的强烈的局部偶极场的微磁尖。我们发现，阻尼的限制模式的规模一样的模式的表面与体积比，表示界面阻尼效应（类似于自旋泵）由于角动量的转移从限制模式的铁磁材料在周围的膜的自旋阱。虽然出乎意料的绝缘系统，测得的层内自旋混合电导$g_{\uparrow \downarrow} = 5.3 \times 10^{19} {\rm m}^{-2}$证明有效的层内角动量转移。
2014-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Gilbert damping in perovskite La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_{3}$ thin film
控制磁化动力学的粘性吉尔伯特阻尼参数对于各种自旋电子学应用是至关重要的。尽管理论上认为阻尼常数是各向异性的。由于缺乏实验证据，它通常被视为标量。在这里，我们提出了一个详细的角度依赖宽带铁磁共振研究高品质的外延La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_{3}$薄膜。外在的影响被抑制，我们表现出令人信服的证据，在室温下具有双重对称性的各向异性阻尼。观察到的各向异性弛豫归因于能带结构的磁化取向依赖性。此外，我们证明了这种各向异性可以通过操纵染色来定制。这项工作为理解磁化弛豫机制提供了新的见解。
2018-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of spin wave propagation in (111) YIG thin films with large anisotropy
我们报道了具有超低吉尔伯特阻尼的纳米厚钇铁石榴石（YIG）薄膜中的长程自旋波（SW）传输。波数值$|\vec{k}|$的知识对于设计SW设备是必不可少的。虽然在布里渊光散射光谱等实验中确定波数$|\vec{k}|$是简单的，但迄今为止，在全电实验中量化波数还没有得到广泛的评论。分析了YIG薄膜中静磁自旋波的传播，确定了共面波导激发的静磁自旋波波的波数$|\vec{k}|$。我们表明，它是至关重要的，以考虑存在于YIG薄膜的SW波数的精确测定的磁各向异性场的影响。与所提出的方法，我们发现，实验推导出的值的$|\vec{k}|$是在完美的协议，从电磁模拟得到的，只有当各向异性场。
2019-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cryogenic Magnetization Dynamics in Chemically Stabilized, Tensile-Strained Ultrathin Yttrium Iron Garnets with Tunable Magnetic Anisotropy
Chung-Ang University (CAU)（中央大学）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微结构物理研究所）；Nagoya University（名古屋大学）
研究通过化学稳定性驱动降低低温损耗，揭示超薄YIG薄膜在低温下具有超低损耗和可调磁各向异性，强调化学和动力学因素对 cryogenic 磁性应用的重要性。
2026-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Compositional dependence of magnetic damping in sputter-deposited CoxFe1-x thin films
本文系统研究了Co成分（23%-36%）对溅射沉积CoxFe1-x薄膜磁阻尼的影响，发现阻尼随Co含量增加总体下降，并揭示Cu互扩散和晶格失配是影响磁阻尼的关键因素。
2025-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Ambipolar magneto-optical response of ultra-low carrier density topological insulators
利用时域太赫兹极化法研究了Sb $_2$ Te $_3$超低载流子密度薄膜的太赫兹磁光响应。未掺杂的Sb $_2$ Te $_3$具有位于体价带内部的化学势。因此，它的拓扑响应被散装货船掩盖。然而，利用适当的缓冲层工程和化学掺杂，Sb $_2$ Te $_3$薄膜可以以极低的电子或空穴密度生长。超低载流子密度样品在磁场中表现出不寻常的光学性质和量子化响应。与狄拉克费米子的预期一致，即使在零场电导率低于可检测水平的样品中也可以看到量子化的霍尔响应。法拉第角的不连续性与填充分数的微小变化是时间反演对称性破缺的2D狄拉克系统中宇称异常的表现。
2020-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Low Gilbert damping in Co2FeSi and Fe2CoSi films
采用磁控共溅射法在MgO（001）衬底上制备了Fe $_{\mathrm{1+x}}$ Co $_{\mathrm{2-x}}$ Si（$0 \leq$ x $\leq 1$）薄膜。磁光克尔效应（MOKE）和铁磁共振（FMR）测量被用来研究的磁化强度，磁各向异性，旋磁比和弛豫的薄膜的成分依赖性。FMR测量确定的Fe $_{\mathrm{1+x}}$ Co $_{\mathrm{2-x}}$ Si薄膜的有效磁化强度与Slater Pauling预测一致。MOKE和FMR测量揭示了一个明显的四重各向异性分布的所有电影。此外，我们发现了强烈的影响的化学计量的各向异性的立方各向异性强烈增加，随着Fe浓度的增加。旋磁比仅微弱地依赖于成分。我们发现低吉尔伯特阻尼参数的值下降到$0.0012\pm0.00012$的Fe $_{1.75}$ Co $_{1.25}$ Si的所有薄膜。发现Co-$_2$-FeSi的有效阻尼参数为$0.0018\pm 0.0004$。我们还发现了一个明显的各向异性弛豫，这表明两个磁振子散射过程的显着贡献是最强的沿易轴的薄膜。这使得薄Fe $_{\mathrm{1+x}}$ Co $_{\mathrm{2-x}}$ Si膜成为应用于STT-MRAM器件的理想材料。
2016-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Tunable damping, saturation magnetization, and exchange stiffness of half-Heusler NiMnSb thin films
半金属半Heusler合金NiMnSb由于其低的磁阻尼和丰富的各向异性而在自旋电子器件中具有很好的应用前景。在这里，我们使用铁磁共振（FMR）的测量和计算的第一原理来研究如何组成的外延生长的NiMnSb的影响的磁动力学特性的饱和磁化强度$M_S$，吉尔伯特阻尼$α$，和交换刚度$A$。$M_S$和$A$被示出为具有化学计量组成的最大值，而吉尔伯特阻尼是最小的。我们发现$M_S$和$α$的理论和实验之间的定量协议。计算得到的$A$与实验数据具有相同的趋势，但幅度较大。除了材料的独特的面内各向异性之外，当在磁振子装置中采用NiMnSb膜时，可以利用磁动力学性质的这些可调谐性。
2015-10-07 cond-mat.mtrl-sci
The interplay of large two-magnon ferromagnetic resonance linewidths and low Gilbert damping in Heusler thin films
我们报告的宽带铁磁共振线宽测量外延赫斯勒薄膜。一个大的和各向异性的两个磁振子散射线宽展宽的测量与位于膜平面的磁化，而垂直于样品平面的磁化饱和的线宽测量揭示低吉尔伯特阻尼常数的$(1.5\pm0.1)\times 10^{-3}$，$(1.8\pm0.2)\times 10^{-3}$，和$<8\times 10^{-4}$为Co $_2$ MnSi/MgO，Co $_2$ MnAl/MgO，和Co $_2$ FeAl/MgO，分别。面内测量拟合的模型相结合的吉尔伯特和两个磁振子散射贡献的线宽，揭示了一个特征的无序长度尺度为10-100 nm。
2020-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Spin waves in micro-structured yttrium iron garnet nanometer-thick films
我们研究了自旋波在$40$ nm厚度的微结构钇铁石榴石波导中的传播。利用空间分辨布里渊光散射显微镜，观察到$(10.06 \pm 0.83)$ $μ$ m的自旋波振幅的指数衰减。这导致估计的吉尔伯特阻尼常数$α=(8.79\pm 0.73)\times 10^{-4}$，这是大于通过在非结构化膜的铁磁共振测量获得的阻尼值。理论计算的波导模式的空间干涉进行了比较，通过布里渊光散射光谱实验观察到的自旋波图案。
2014-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning Non-Gilbert-type damping in FeGa films on MgO(001) via oblique deposition
定制阻尼因子的能力对于自旋电子学和自旋扭矩应用是必不可少的。在这里，我们报告了一种方法来控制的FeGa/MgO（001）薄膜的阻尼因子的倾斜沉积。由于薄膜表面或界面的缺陷，双磁振子散射（TMS）在磁化弛豫过程中起着非吉尔伯特阻尼机制的作用。在这项工作中，TMS的贡献，其特点是在平面角依赖铁磁共振（FMR）。结果表明，本征吉尔伯特阻尼是各向同性和不变的，而与TMS相关的非本征机制是各向异性的，可以通过倾斜沉积进行调谐。此外，还讨论了与单轴磁各向异性和磁晶各向异性有关的二重和四重TMS。我们的研究结果开辟了一条途径来操纵自旋电子器件中的磁化弛豫。
2019-11-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ultrathin ferrimagnetic GdFeCo films with very low damping
铁磁材料作为自旋电子器件中的磁活性元件占主导地位，但具有诸如大杂散场和低操作频率的缺点。补偿亚铁磁体提供了一种替代方案，因为它们将反铁磁体的超快磁化动力学与铁磁体类自旋轨道扭矩（SOT）行为相结合。然而，为了在自旋电子器件中使用亚铁磁体，它们的有利性质必须在非晶薄膜（t < 10 nm）中也被保留。在本研究中，在高阻Si（100）衬底上生长了厚度为t = 2-20 nm的铁磁Gdx（Fe 87.5Co 12.5）1-x薄膜，并在室温下用宽带铁磁共振测量方法进行了研究。通过调整它们的化学计量比，在2nm的Gdx（Fe_（87.5）Co_（12.5））_（1-x）Sr_2O_3薄膜中首次观察到了近似补偿的行为，其有效磁化强度为Meff = 0.02 T，有效吉尔伯特阻尼常数为α = 0.0078，与迄今报道的30 nm薄膜的最低值相当。这些结果为超快和节能的亚铁磁自旋电子器件的发展展示了巨大的前景。
2021-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Compositionally-modulated Si1-xGex multilayers with cross-plane thermal conductivity below the thin-film alloy limit
我们描述的外延Ge/Si多层膜的跨平面的热导率，可以系统地降低到非常低的值，相比，无论是与体和薄膜SiGe合金的相同的平均浓度，通过简单地改变组成层的厚度。从头计算表明，部分相互扩散的Ge到Si的间隔，这自然会导致Ge偏析生长过程中，起着决定性的作用，降低导热系数低于可以实现没有相互扩散（完美的超晶格），或与总的相互扩散（合金限制）。这种现象类似于先前在具有嵌入式纳米颗粒的合金中观察到的现象，并且它强调了同时结合合金和纳米尺寸的散射体以最小化热导率的重要性。因此，我们的计算表明，超晶格与尖锐的界面，这是常见的，但难以实现，比成分调制的Si1-xGex多层膜在寻找超低热导率的材料。
2013-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Gilbert Damping in Re doped FeCo Films: A Combined Experimental and Theoretical Study
实验研究了0 ~ 10原子%的Co掺杂对Fe 65 Co 35薄膜的静态和动态磁性能的影响，并利用第一性原理电子结构计算研究了饱和磁化强度和Gilbert阻尼参数的变化。实验和理论计算结果表明，随着Re掺杂量的增加，饱和磁化强度降低，同时Gilbert阻尼参数增加。实验的低温饱和磁感在所研究的掺杂浓度范围内表现出29%的下降，从2.31 T到1.64 T，这比理论计算预测的要多。从铁磁共振测量获得的阻尼参数的室温值，校正外来贡献的阻尼，是为未掺杂的样品0.0027，这是接近理论计算的吉尔伯特阻尼参数。当Re掺杂量为10原子%时，阻尼系数增大到0.0090，与理论值0.0073吻合较好。阻尼参数的增加与Re掺杂的费米能级的态密度的增加，主要是由贡献的自旋通道的Re解释。此外，实验和理论值的阻尼参数被观察到弱随温度降低而降低。
2019-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Model of damping and anisotropy at elevated temperatures: application to granular FePt films
了解有限尺寸系统中的阻尼机制及其对温度的依赖性是磁性纳米技术发展的关键一步。在这项工作中，纳米尺寸的材料通过原子自旋动力学建模，从铁磁共振（FMR）模拟FePt系统，通常用于热辅助磁纪录介质（HAMR）中提取的阻尼参数。我们发现，阻尼迅速增加接近Tc和效果增强，减少系统的尺寸，这是由于在晶界处的散射。此外，FMR方法提供了阻尼和各向异性的温度依赖性，这对HAMR的发展很重要。半解析计算表明，在晶粒尺寸分布的存在下，FMR线宽可以降低接近居里温度，由于非均匀线加宽的损失。虽然FePt已被用于本研究中，在目前的工作中提出的结果是通用的，适用于任何铁磁材料。
2020-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Thermal magnetization fluctuations in thin films and a new physical form for magnetization damping
本文计算了热涨落对薄膜磁阻元件的影响。该技术涉及到添加到基本的自旋动力学的一般形式的相互作用与热浴。对于一般的各向异性磁系统，所得到的方程可以写成谐振子的朗之万方程。我们的方法预测在低频噪声功率比传统的随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程小两倍。结果表明，通过在热涨落场驱动的旋磁动力学中引入张量唯象阻尼项，可以得到等价的结果。
2001-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
The dominancy of damping like torque for the current induced magnetization switching in Pt/Co/W multilayers
两类自旋轨道耦合（SOC）机制被认为是自旋轨道矩（SOT）的候选源：强SOC重金属中的自旋霍尔效应（SHE）和由材料表面和界面的反转对称性破缺引起的Rashba效应。在这项工作中，我们研究了垂直磁化的Pt/Co/W薄膜的SOT，并与Pt/Co/AlOx薄膜的结果进行了比较。理论上，在自旋霍尔角符号相反的三层非对称结构的情况下，由于SHE和Rashba效应引起的类阻尼力矩和类场力矩都将得到增强。利用谐波测量，我们表征了类阻尼力矩和类场力矩对应的有效场，但我们发现类阻尼力矩在Pt/Co/W薄膜中占主导地位。这与Pt/Co/AlOx薄膜中的结果有很大的不同，在Pt/Co/AlOx薄膜中，类阻尼扭矩和类场扭矩都很强。
2018-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Low damping and microstructural perfection of sub-40nm-thin yttrium iron garnet films grown by liquid phase epitaxy
磁振子自旋电子学领域正在经历对基于自旋波的数据传输和处理技术的解决方案的开发的日益增长的兴趣，这些技术是现代CMOS架构的补充或替代。迄今为止，纳米薄钇铁石榴石（YIG）薄膜一直是基于绝缘体的自旋电子学的黄金标准，但仍然缺乏能够提供完美，均匀的大直径薄膜的潜在工艺技术。我们报告说，液相外延（LPE），使纳米薄YIG薄膜的沉积具有低铁磁共振损耗和一贯的高磁质量下降到20 nm的厚度。所获得的外延膜的特征在于由一个理想的化学计量比和完美的薄膜晶格，既没有显着的成分应变，也没有几何镶嵌，但尖锐的界面。它们的静磁和动磁行为与单晶体YIG相似。我们发现，吉尔伯特阻尼系数α与薄膜厚度无关，接近1 × 10 ~（-4），并且与Δ H_0的非均匀峰-峰线宽展宽一起，||= 0.4 G，这些值是有史以来报道的厚度小于40 nm的YIG膜的最低值之一。这些结果表明，纳米薄的LPE膜可以用于制造具有磁振子器件所需质量的纳米和微米级电路。LPE技术很容易扩展到几英寸的YIG样品直径。
2019-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic equivalent of electric superradiance: radiative damping in yttrium-iron-garnet films
一个密集的独立振子系统，仅通过它们与相同的腔激发模式的相互作用连接，将相干辐射，这种效应被称为超辐射。在某些情况下，特别是当振子密度很高时，超辐射可能主导本征弛豫过程。可以实现该限制，例如，在二维电子气体中的回旋共振。在这些实验中，回旋共振耦合到光的电场，而振荡器密度可以很容易地通过改变栅极电压来控制。然而，在磁性振荡器的情况下，要实现超辐射的主导地位是更棘手的，因为材料参数限制了振荡器密度，并且与光波的磁耦合相当小。本文介绍了钇铁石榴石薄膜的准光磁共振实验。由于实验几何结构的简单性，透射光谱中的固有阻尼和超辐射可以很容易地分离。我们发现，随着薄膜厚度的增加，由于相干辐射的损失占主导地位的系统的内部加宽。
2020-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Magnetostriction and Temperature Dependent Gilbert Damping in Boron Doped Fe$_{80}$Ga$_{20}$ Thin Films
该研究通过调控磁控溅射 FeGaB 薄膜的硼掺杂浓度，揭示晶态—非晶态转变对磁致伸缩、矫顽力及温度依赖 Gilbert 阻尼的影响，并确定 10% B 为兼顾大磁致伸缩与低阻尼的最优组分。
2025-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Isotropic non-local Gilbert damping driven by spin currents in epitaxial Pd/Fe/MgO(001) films
虽然理论和实验结果都证明了铁磁/半导体界面处的阻尼因子是各向异性的，但在重金属/铁磁金属（HM/FM）双层膜中，自旋电流驱动的非局域Gilbert阻尼因子是否是各向异性的还没有得到很好的理解.在这里，我们研究了不同的Pd和Cu覆盖层的外延Fe/MgO（001）薄膜的磁弛豫的面内角度和频率依赖性。在分析了寄生效应，如双磁振子散射（TMS）、镶嵌效应和场拖曳效应后，我们明确地观察到局域和非局域Gilbert阻尼在Fe（001）面上都是各向同性的，这表明在外延Pd/Fe异质结构中纯自旋电流的吸收与Fe的磁化方向无关.第一性原理计算表明，Pd/Fe界面的有效自旋混合电导在不同磁化方向上几乎不变，这与实验结果一致.这些结果提供了一个有价值的洞察纯自旋电流的传输和吸收，并促进我们利用下一代自旋电子器件。
2018-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicularly magnetized YIG films with small Gilbert damping constant and anomalous spin transport properties
具有垂直磁各向异性（PMA）的Y3 Fe 5 O 12（YIG）薄膜在自旋电子学领域的应用近年来引起了人们的广泛关注。本文报道了在（Gd2.6Ca0.4）（Ga4.1Mg0.25Zr0.65）O 12（SGGG）衬底上外延生长的YIG薄膜在未经预处理的情况下产生的PMA。倒易空间映射表明，薄膜晶格匹配的衬底没有应变弛豫。通过铁磁共振和极化中子反射测量，我们发现这些YIG薄膜具有超低的Gilbert阻尼常数，在YIG/SGGG界面处的磁死层厚度约为0.3nm。此外，与Pt/YIG/Gd 3Ga 5 O 12（GGG）薄膜相比，Pt/YIG/SGGG薄膜的输运行为显示出自旋混合电导的增强和反常霍尔效应的非单调磁场依赖性.在150 ~ 350 K的温度范围内提取了非单调的反常霍尔信号，这可能是由于单轴应变在Pt/YIG界面上产生的非共线磁序引起的.
2020-02-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Uniaxial anisotropy, intrinsic and extrinsic damping in Co$_{2}$FeSi Heusler alloy thin films
用铁磁共振（FMR）技术研究了用超高真空溅射法在Si（111）衬底上沉积的两种不同系列的Co2 FeSi（CFS）Heusler合金薄膜的磁化弛豫过程和磁各向异性。当在从室温（RT）到600 ℃的不同衬底温度（TS）下沉积的固定（50 nm）厚度的CFS膜构成系列I时，厚度t从12 nm到100 nm变化并且在550 ℃下沉积的CFS膜构成系列II。在系列Ⅰ中，TS = RT和200 ℃时沉积的CFS膜是完全非晶的，TS = 300 ℃时沉积的CFS膜是部分晶化的，TS = 450 ℃、550 ℃和600 ℃时沉积的CFS膜是完全晶化的，具有B2级。相比之下，系列II中的所有CFS膜都处于完全发育的B2结晶状态。不考虑无序和膜厚度的强度，膜平面中的谐振场的角度变化明确地建立了全局平面内单轴各向异性的存在。膜平面中的线宽的角度变化表明，在不同厚度的CFS薄膜中，当t超过50 nm时，发生从面内局部四重对称（立方各向异性）到局部二重对称（单轴各向异性）的交叉。Gilbert阻尼系数α随无序度的减小（TS的增大）从0.047单调减小到0.0078，并从t = 50 nm的CFS薄膜的0.008跃变到t = 75 nm的CFS薄膜的0.024。这种α随TS和t的变化可以理解为无序和膜厚引起的费米能级上的总态密度（自旋向上和自旋向下）的变化。
2019-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced magnetic damping anomaly in La$_{1-x}$Sr$_{x}$MnO$_{3}$ ($x=0.3$-$0.5$) thin films
本研究通过铁磁共振测量发现，在Nb-STO衬底上LSMO薄膜因外延应变在界面形成磁性死层，充当自旋汇，导致低温下Gilbert阻尼异常增大和饱和磁化降低，且随厚度减小而加剧。
2025-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
