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
Micromagnetic modelling of anisotropic damping in ferromagnet
我们报告的Landau-Lifshitz-Baryakhtar理论的数值实现，这表明微磁弛豫项服从磁性晶体的对称性，即。e.用相应对称性的张量代替单个固有阻尼常数。研究了饱和铁磁薄圆盘和椭圆中各向异性弛豫的影响。我们调查的角度依赖性的线宽的磁共振相对于给定的弛豫张量的结构。模拟结果表明，磁振子线宽的各向异性仅由两个因素决定：弛豫张量在旋进平面上的投影和旋进平面的椭圆率。
2013-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mapping the magnonic landscape in patterned magnetic structures
我们报告了一个混合的数值/分析模型的发展，能够映射的局部铁磁共振（FMR）的频率和动态磁化率的空间变化分布在广泛的一类图案化和成分调制的磁结构。从数值模拟的静态微磁状态开始，磁化被有意地垂直于其平衡取向偏转，并且使用微磁软件评估响应于该偏转而生成的磁场。这使我们能够计算出的元素的有效退磁张量，然后使用内的线性分析形式主义映射的本地FMR频率和动态磁化率。为了说明使用该模型可以获得的典型结果，我们分析了三个在一维或二维中具有非均匀性的微磁系统，并成功地解释了在每种情况下观察到的自旋波发射，证明了Schlömann激发机制的普遍存在性。最后，发展的局部FMR频率模型可以用来解释如何自旋波可以被限制和操纵使用各种起源的磁不均匀性，使其成为一个强大的工具，用于映射的梯度磁振子指数在磁振子。
2017-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnonic momentum transfer force on domain walls confined in space
用一维连续微磁学分析方法计算了入射磁振子向布洛赫畴壁的动量转移。由于畴壁的空间限制，磁振子的色散关系不同于单畴的色散关系。色散关系的这种失配可以导致磁振子在入射到畴壁上时的反射，其直接结果是磁振子和畴壁之间的动量转移。施加在畴壁上的相应反作用力可用于通过磁子线性动量转移控制畴壁运动，类似于磁子角动量转移引起的自旋转移力矩。
2013-08-05 cond-mat.mes-hall
Thermo-magnonic diode: rectification of energy and magnetization currents
我们研究了两个耦合的宏自旋连接到热浴在不同温度下的动力学。该系统的行为类似于二极管，其仅允许能量和磁化电流在一个方向上传播。这种效应是由两个耦合的非线性振荡器与两个独立的水库相互作用的一个简单的模型。结果表明，整流现象可以解释为两个自旋振子的随机相位同步。与现实的微磁模拟的简要比较。这种新的效应在自旋热电子器件中产生了有前途的机会。
2014-02-05 cond-mat.mes-hall
Antiferromagnetic skyrmion as a magnonic lens
本文提出并验证反铁磁斯格明子在Dzyaloshinskii-Moriya强度超过阈值时可作为自旋波透镜，其机制是通常被磁拓扑掩盖的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用引起的自旋波偏转。
2025-11-08 cond-mat.mes-hall
Magnonic band gaps in YIG based magnonic crystals: array of grooves versus array of metallic stripes
对钇铁石榴石（YIG）薄膜上周期性排列的金属条纹和带沟槽的YIG薄膜构成的两种平面一维磁振子晶体的磁振子带隙进行了实验和理论分析。在这种周期性的磁性结构中，传播的静磁表面自旋波被激发，并通过微条纹传感器与矢量网络分析仪和布里渊光散射光谱检测。借助有限元计算解释了磁振子带隙的性质。研究表明，金属条引起的自旋波色散的非互易性对磁子带隙宽度及其与外磁场的依赖性有重要影响。这两种类型的磁振子晶体的潜在应用和小型化的可能性的有用性进行了讨论。
2014-12-12 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
Observing high-k magnons with Mie-resonance-enhanced Brillouin light scattering
磁振子技术是一种超越CMOS技术的技术，它利用自旋波的量子磁振子进行低功耗信息处理。许多磁振子概念和器件最近在宏观和微观尺度上得到了证明，现在这些概念需要在纳米尺度上实现。布里渊光散射光谱和显微镜（BLS）已经成为自旋波可视化和表征的标准技术，并使许多开创性的磁振子实验成为可能。然而，由于它的基本限制，在最大可检测的磁振子动量，传统的BLS不能用于检测纳米自旋波。在这里，我们表明，在介电纳米粒子的光诱导米氏共振可用于扩展的范围内可访问的自旋波波矢量超出BLS的基本限制。该方法具有普适性，可用于处理热激发以及相干激发的高动量、短波长自旋波的许多磁振子实验。这一发现大大扩展了BLS技术用于纳米级磁振子研究的可用性和相关性。
2022-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.app-ph
Spin-wave dynamics in Permalloy/Cobalt magnonic crystals in the presence of a non-magnetic spacer
本文从理论上研究了在二维双组分磁振子晶体中，铁磁点和铁磁基体之间的非磁性间隔层对自旋波激发频散的影响。通过动力学矩阵方法，我们研究了在坡莫合金矩阵中的钴或坡莫合金点的正方形阵列所代表的厚度不均匀的结构。我们发现，引入一个非磁性间隔显着修改的总内部磁场，特别是在边缘的凹槽和点。这允许操纵自旋波的磁振子能带结构，自旋波定位在点的边缘处或凹槽边缘处的基质材料中。根据微磁学模拟结果，发现了两种端模，端模的局域化区域对相应的频率有显著的影响。我们还表明，与使用一个单一的铁磁材料，它是可能的设计一个磁振子晶体保留性能的双组分磁振子晶体和磁振子反点晶格。最后讨论了非磁性间隔层对群速度和磁振子带宽等技术相关参数的影响。
2017-03-11 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
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
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
Mode attraction in Floquet systems with memory: application to magnonics
能级吸引是开放系统中的一种模式杂交，其中两个模式的能谱在由例外点限定的区域中合并，而不是形成杂交间隙。我们证明了这一现象可以实现在Floquet系统的记忆，出现在描述线性激励的非线性驱动系统的极限环。系统在此状态下的线性响应不同于其在热力学平衡附近的响应。我们开发了一个一般的形式主义，并提供了一个例子，在腔磁振子的背景下，在那里我们表明，磁激发系统驱动远离平衡可能会显示水平吸引腔光子。我们的方法同样适用于量子和半经典磁动力学。该理论的制定，使它可以与微磁模拟结合使用，以探索广泛的实验有趣的系统。
2022-06-24 cond-mat.mes-hall
Robust Edge States from Band Topology in a Damped One-dimensional Magnonic Crystal
研究一维阻尼磁振子晶体，证明即使阻尼远超相邻能带能隙，Zak 相仍保持且边缘态在微波透射模拟中可见，从而揭示拓扑性质与体-边对应更强的鲁棒性。
2024-12-03 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
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
Cavity Magnonics
腔体磁振子学研究磁振子（磁性材料中的元激发）与受限电磁场的相互作用。我们介绍了基础物理学，并回顾了这个年轻领域的实验和理论进展，该领域正在为未来量子技术的集成做准备。它的吸引力主要来自于强磁振子-光子耦合和微波腔中容易达到的非线性区域。磁光谐振腔中磁振子与光的相互作用被布里渊散射增强，可以用来控制磁振子的分布。磁振子模与超导量子比特的腔光子介导耦合使得能够在单磁振子极限下进行测量。
2021-06-17 cond-mat.mes-hall
Wave modes of collective vortex gyration in dipolar-coupled-dot-array magnonic crystals
晶格振动模式是原子或分子的周期性阵列中的集体激发。这些模式决定了固体晶体中新颖的输运性质。类似地，在磁涡旋状态盘的周期性排列中，已经预测了集体涡旋运动。在这里，我们用时间分辨扫描透射X射线显微镜在实验上观察了一维（1D）周期盘链中集体涡旋旋转的波模。基于微磁学模拟和耦合Thiele方程的数值计算解释了观测到的模式。的模式的色散被发现是强烈的涡偏振和手征订购的影响，所揭示的明确的解析形式的一维无限链。一个彻底的理解是根本的晶格振动和涡旋动力学，我们证明了一维磁振子晶体。这种具有涡旋状态排序的磁盘阵列，称为磁元结构，提供了到信息处理设备中的潜在实现。
2013-03-18 cond-mat.mes-hall
Magnonics along the wall in Bimeron Chain Domain Walls
本研究提出二维系统中的bimeron链畴壁可承载拓扑磁振子及受保护边缘态，并通过解析计算与微磁模拟证实其抗无序鲁棒性，为纳米磁振子信息器件提供新思路。
2024-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental determination and micromagnetic analysis of spin wave modes in cylindrical nanowires
本文通过微布里渊光散射实验和微磁学模拟，研究了圆柱形纳米线中热自旋波的离散模式，揭示了模式频率随外加纵向磁场增大而升高的规律，并用径向和方位角指标对空间模式进行了标定。
2025-08-21 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
Comparison of Spin-Wave Modes in Connected and Disconnected Artificial Spin Ice Nanostructures Using Brillouin Light Scattering Spectroscopy
人工自旋冰系统由于其有趣的物理特性和在可重编程存储器、逻辑和磁电子学中的潜在应用而引起了人们的极大兴趣。人工自旋冰与功能磁振子的集成是一个相对较新的研究方向，并取得了许多有前途的结果。随着该领域的发展，对不同的人工自旋系统进行直接深入的比较对于推进该领域至关重要。虽然研究已经调查了不同晶格几何形状的影响，但在包括连续连接的纳米结构的系统（其中自旋波经由偶极交换相互作用传播）与具有在顶点处断开的纳米棒的系统（其中自旋波经由杂散偶极场传播）之间存在很少的比较。了解这些非常不同的耦合方法如何影响自旋波动力学和磁反转是该领域取得进展的关键，并提供了关键的系统设计信息，包括未来包含连接和断开元件组合的系统。本文利用布里渊光散射研究了两个kagome自旋冰，一个连续连接系统和一个具有顶点带隙的非连接系统的磁振响应。我们观察到不同的高频动力学和磁化反转制度之间的系统，与自旋波本地化和模式量子化，微观轨道反转和内部字段配置文件的关键区别。这些观察结果是相关的人工自旋系统的基本理解和更广泛的设计和工程的可重构功能磁振子晶体。
2021-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Spin waves in periodic antidot waveguide of complex base
我们考虑了平面磁振子波导中的反点周期性排列，其中两个相邻的反点向波导的相对边缘移动。这个系统有一个复杂的基础，在一个单位单元中有两个反点。布里渊区在这里比没有反点位移的波导的布里渊区窄两倍。研究表明，当色散关系折叠到较窄的布里渊区时，可以打开新的频率带隙，并且可以通过反点的移动来控制其宽度。我们发现，在周期波导（及其反点）的边缘处自旋波钉扎的不同强度决定了带隙宽度对反点位移的依赖性。对于具有完全自由磁化或理想钉扎磁化的系统，这些依赖性是定性不同的。我们找到了一个最佳的位移的antidot最大化的系统与钉扎磁化的间隙的宽度。更有趣的是，我们注意到，对于这种结构的几何形状，大多数模式在布里渊区的边缘处是双简并的，并且在非常接近布里渊区边缘处具有有限的群速度，对于较大的反点位移值。这使得我们能够设计磁振子波导来控制自旋波。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall Nano-oscillator: a micromagnetic study
本文从微磁学的角度研究了自旋霍尔纳米振荡器的动力学行为。模型参数已被确定通过再现最近的实验数据定量。我们的研究结果表明，一个强烈的本地化模式，如在实验中观察到的面内偏置场，而预测的激励足够大的面外偏置场的非对称传播模式类似于在自旋扭矩nanocontact振荡器中观察到的。我们的研究结果表明，自旋霍尔nanoscillator可以找到应用程序作为自旋波发射器的磁振子的应用程序，自旋波用于传输和处理信息的纳米尺度。
2014-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Overcoming damping in spin wave propagation: A continuous excitation approach to determine time-dependent dispersion diagrams in 2D magnonic crystals
我们提出了另一种确定磁振子结构中自旋波色散关系的微磁学方法。该方法的特点是系统的有限区域被连续地激励，具有在给定频率下调谐的空间均匀的振荡场。在短暂的时间之后，收集状态磁化动力学，并且对其进行空间傅立叶分析以确定频率与波矢量的关系。结合几个模拟在任何预定的频率范围内，在任何分辨率下，我们调查的色散关系不同种类的磁振子晶体：一个点阵列，antidot阵列，和双组分膜。特别是与传统的脉冲激励方法相比，该技术具有许多优点。首先，激发功率集中在单一频率，允许相应的自旋波以非常低的衰减传播，从而导致更高的k空间分辨率。其次，该模型允许包括非常大的波矢量分量，必要的描述准连续系统中的非量子化自旋波的高频响应。最后，我们解决了一些可能的实验机会，在大距离的激发/检测技术和观察的奇/偶对称性的自旋波使用布里渊光散射。
2014-03-11 cond-mat.mes-hall
Anomalous nonlinearity of the magnonic edge mode
磁动力学的非线性通常由单个常数$\mathcal{N}$描述，其中正值和负值分别表示磁振子的排斥和吸引。在具有易平面磁各向异性的薄磁性膜中，通常针对平面内磁化实现磁振子吸引。在足够的刺激下，例如通过施加自旋转移力矩，吸引力可以产生自定位磁孤子，例如自旋波子弹，其随着其振幅的增加而收缩。相反，对于高于某个临界角的倾斜磁化，磁振子的排斥仅允许传播模式，其在更强地泵浦时扩展。在这里，我们证明，无论是分析和使用微磁模拟，这种二分法的描述是不够的磁边缘模式，自然出现在封闭的磁系统。特别是，我们证明了这种模式的禁闭势是非线性的性质和它的贡献使$\mathcal{N}$非单调依赖于它们的振幅。作为一个突出的例子，边缘模式显示出负和正$\mathcal{N}$的压缩和扩展，但仍保持局部化。与扩展几何形状形成鲜明对比的是，即使对于面内磁化，边缘磁振子也可能被废除。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall
Magnonic band gaps in waveguides with a periodic variation of the saturation magnetization
我们提出了一个磁振子晶体实现为坡莫合金自旋波波导与其饱和磁化强度的空间周期性变化的自旋波传播的微磁学分析。在自旋波透射谱中清楚地观察到频率带隙，并且它们的起源可以追溯到基本和高阶自旋波宽度模式的单个带隙的重叠。控制的深度，宽度和位置的频率和空间的抑制带隙的宽度区域与减少磁化和调制水平，在这项研究中进行了讨论。
2013-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Driving magnetization dynamics in an on-demand magnonic crystal by magneto-elastic interaction
利用超快激光脉冲的空间光干涉，我们在均匀磁化的薄膜的磁化分布中产生横向调制，其磁激发光谱通过与弹性波的相干和共振相互作用来监测。我们发现一个不寻常的依赖性的磁弹性耦合作为外部施加的磁场是角度和磁场调谐相对于磁化调制的波矢量，这可以解释的空间不均匀的自旋波模式的出现。在这方面，空间光干涉方法可以被看作是用户可配置的、时间窗口化的、按需的磁振子晶体，可能具有任意二维形状，其允许控制和选择性地控制自旋波的空间分布。使用各种方法计算自旋波，这里使用平面波方法和微磁模拟，可以确定每个激发的空间分布和相关的能量尺度，这为我们选择的弹性波激发之外的许多激发方法打开了大门。
2019-02-25 cond-mat.mes-hall
Tailoring spin wave channels in a reconfigurable artificial spin ice
人工自旋冰是一种几何排列的相互作用的纳米磁体，在实现可重构磁子晶体方面具有很大的潜力。这种系统允许在纳米尺度上操纵自旋波，并将其用作信息载体。然而，目前实现基于人工自旋冰的磁振子晶体存在两个普遍的障碍：人工自旋冰的磁状态难以重新配置，并且纳米岛之间的静磁相互作用通常很弱，从而防止模式耦合。我们证明，使用微磁建模，耦合弱相互作用的纳米磁体制成的可重构人工自旋冰的几何形状的软磁底层创建一个复杂系统表现出动态耦合模式。这些产生的自旋波通道在底层中定义明确的频率，基于人工自旋冰磁状态，可以重新配置。这些发现为实现可重构磁振子晶体打开了大门，磁振子晶体具有在基于磁振子的逻辑架构中用于数据传输和处理的潜在应用。
2020-04-06 cond-mat.mes-hall
Hippopede curves for modelling radial spin waves in an azimuthal graded magnonic landscape
我们提出了一个数学模型来描述径向传播的自旋波发射的核心区域中的磁补丁与n个顶点的磁涡旋状态。表面自旋波（SSW）的方位角各向异性传播到域中，以及域壁中的受限自旋波（或Winter's Magnons，WM）增加了磁振子景观的复杂性。为了理解这些系统中的自旋波传播，我们首先使用一种基于几何曲线的方法，称为“双足”，但它没有提供对底层物理的洞察。分析模型依赖于从SSW的色散关系与磁化M和波数k之间的任意角度的广义表达式。导出的方位角色散的代数表达式被发现是等价的“蜈蚣”曲线。从模型的拟合曲线产生的自旋波波长为任何给定的方位角方向，补丁顶点的数量和激发频率，显示与交换为主的表面自旋波的基本物理的连接。分析结果表明，与微磁模拟良好的协议，可以很容易地外推到任何n-角补丁的几何形状。
2020-08-27 cond-mat.mes-hall
A magnonic directional coupler for integrated magnonic half-adders
磁振子，自旋波的量子，可用于在超越摩尔计算应用中编码信息，磁振子器件组件，包括逻辑门，晶体管和非布尔计算单元，已经开发出来。也已经探索了可以用作电路构建块的磁振子定向耦合器，但是由于它们的毫米尺寸和多模光谱而不切实际。在这里，我们报告了一个磁振子定向耦合器的基础上钇铁石榴石单模波导的350 nm宽。我们利用自旋波的振幅对信息进行编码，并根据信号幅度、频率和外加磁场将其引导到耦合器的两个输出端之一。使用微磁模拟，我们还提出了一个集成的磁振子半加法器，由两个定向耦合器和处理的磁振子域内的所有信息与aJ的能量消耗。
2021-09-07 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
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
Excitation and detection of short-waved spin waves in ultrathin Ta/CoFeB/MgO-layer system suitable for spin-orbit-torque magnonics
我们报告的激发和检测的短波自旋波的波矢高达约$40\,\mathrm{rad}\,μ\mathrm{m}^{-1}$自旋波波导制成的，在平面内磁化的Co $_{8}$ Fe $_{72}$ B $_{20}$（CoFeB）。CoFeB被并入Ta/CoFeB/MgO的层堆叠中，该层堆叠是具有大的自旋轨道转矩和大的垂直磁各向异性常数的层系统。短波自旋波由纳米共面波导激发，并通过自旋整流和微聚焦布里渊光散射光谱检测。我们发现，大的垂直磁各向异性的自旋波寿命大大受益，导致在没有界面阻尼的散装系统的寿命相媲美。所提出的结果铺平了道路，成功地扩展磁振子的非对称层堆叠具有大的自旋轨道扭矩。
2017-01-05 cond-mat.mes-hall
Nanoscale Magnonic Neurons
该研究通过二维手性磁共振子实现神经元功能，利用非线性共振散射实现自旋波的宽角散射，并展示其在磁性神经网络中的应用潜力。
2025-11-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Magnonic crystalline properties of stripe textures in thin ferromagnetic films
Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, CNRS, Université Paris-Saclay（纳米科学和纳米技术中心，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）
研究铁磁薄膜中条纹纹理的磁振子晶体特性，采用微磁模拟计算模型铁石榴石薄膜自旋波谱，重点关注外场和立方各向异性影响，发现不同位置带隙对外加场响应不同，垂直磁场或立方各向异性存在时中间会出现额外带隙。
2026-07-22 cond-mat.mes-hall
In silico design of magnonic lasing in constricted waveguides
University of Antwerp（安特卫普大学）；Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）
本研究通过计算机模拟在缩颈铁磁波导中实现磁子黑洞现象，证实双孔腔可实现自旋波共振放大，提出的设计原理可用于引力系统磁子类及先进自旋电子学应用。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall
Magnonic Hall Effect and Magnonic Holography of Hopfions
本研究利用微磁学模拟揭示磁 Hopfion 对自旋波的各向异性散射，包括透镜效应、斜散射与 Aharonov-Bohm 效应，并提出以磁振子全息术探测 Hopfion。
2023-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear dynamics in magnonic Fabry-Pérot resonators: Low-power neuron-like activation and transmission suppression
Aalto University School of Science（阿尔托大学理学院）；University of Exeter（埃克塞特大学）
该研究通过磁光法布里-珀罗谐振器实现低功耗神经元样激活与传输抑制，展示了其在神经形态磁光计算中的应用前景。
2026-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the wave-vector gap in nanoscale magnonics
CEITEC BUT, Brno University of Technology（布尔诺理工大学 CEITEC）；Department of Materials Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院材料科学与工程系）；Institute of Photonics and Quantum Sciences, SUPA, Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学光子与量子科学研究所）；Department of Quantum Nanoscience, Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学量子纳米科学系卡弗里纳米科学研究所）；Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy（马克斯·玻恩非线性光学和短脉冲光谱研究所）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）；Department of Chemistry, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院化学系）
本文针对纳米尺度磁子学中30至300 rad/μm的波矢间隙，综述五种新兴测量技术的原理、能力与前景，为相关研究提供互补的实验手段。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall
Anatomy of spin wave driven magnetic texture motion via magnonic torques
自旋波与磁织构的相互作用反映了磁系统中快、慢动力学部分之间的信息交换。在这里，我们制定了一套磁转矩作用于背景的磁性纹理，通过提取的时间不变的信息，从快速旋进的自旋波。在磁振子矩框架下，我们利用理论公式和微磁学模拟研究了两种典型的自旋破缺情况下自旋波驱动的畴壁运动：由Dzyaloshinkiii-Moriya相互作用破缺的旋转对称性和由磁阻尼破缺的平移对称性.基于扭矩的微观分析提供了紧凑而定量的工具，重新解释自旋波引起的磁织构动力学，超越了传统的全球动量守恒的框架。
2022-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Hybrid structure with a ferromagnetic film and an array of magnetic molecules for deep-nanoscale reprogrammable magnonics
该研究提出了一种基于铁磁薄膜和磁性分子阵列的混合结构，通过磁性分子的排列和外部磁场控制，实现深纳米尺度的可重编程磁学系统，适用于高频自旋波应用。
2025-11-27 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
Resonant subwavelength control of the phase of spin waves reflected from a ferromagnetic film edge
使用频域有限元计算与微磁模拟交叉检查，我们证明了从坡莫合金膜和双层之间的界面反射的自旋波的相位可以通过改变双层的尺寸来控制。将坡莫合金膜和铁磁条构成的双层膜作为多模波导的一部分，我们发现其中一种模式的自旋波Fabry-Perot共振是反射波相位对条纹宽度和条纹-膜分离的高灵敏度的原因。因此，该系统是基于双模谐振器的完全磁振Gires-Tournois干涉仪的独特实现，该双模谐振器可以被视为元表面的磁振对应物，因为它能够在亚波长距离处操纵自旋波的相位。从这些计算中获得的知识可以用来设计磁振子装置，如平面透镜或磁粒子探测器。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall
Spin-wave propagation in a microstructured magnonic crystal
本文从理论和实验上研究了微波自旋波通过周期性变化宽度的坡莫合金波导形式的微结构磁振子晶体的传输。利用布里渊光散射显微镜测量了样品的自旋波特性。清晰地观察到抑制频带。带隙频率由外加磁场控制。测量的自旋波强度作为频率和传播距离的函数与模型计算吻合得很好。
2009-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Multimode cavity magnonics in mumax+: from coherent to dissipative coupling in ferromagnets and antiferromagnets
Korea Institute of Science and Technology (KIST)（韩国科学技术院）；Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University)（印度理工学院（贝拿勒斯印度教大学））
本文提出在mumax+中实现多模式谐振腔磁学的两层扩展，支持铁磁体和反铁磁体的相干与耗散耦合，通过GPU加速模拟实现磁子与光子的高效耦合与量子转换。
2026-03-04 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
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
A modal approach to modelling spin wave scattering
针对磁振子学中微磁模拟计算成本高、输出复杂难理解的问题，提出一种有限元模态方法求解偶极-交换自旋波散射问题，推广了功率计算公式以归一化散射系数，经微磁模拟验证可用于磁振子电路功能块的散射分析。
2023-07-13 cond-mat.mes-hall
Magnonic frequency comb through nonlinear magnon-skyrmion scattering
光学频率梳由一组离散的等间隔频率组成，在电磁波的宽光谱频率合成和精密光学频率计量中有着广泛的应用。尽管磁振子和光子在许多方面有相似之处，但磁振子系统中的光学频率梳的相似性还未见报道。在这里，我们从理论上研究了磁振子-skyrmion相互作用，发现磁振子频率梳（MFC）可以产生高于阈值的驱动幅度，其中涉及三个磁振子的非线性散射过程占主导地位。MFC的模式间隔等于Skyrmion的呼吸模式频率，因此可以通过电或磁手段进行调谐。微磁学模拟验证了理论预测，基本物理可以推广到一个大类的磁孤子。我们的发现为磁振子器件中频率梳结构的观察开辟了一条新的途径，这可能对将来自旋电子学平台上基础非线性物理的研究具有启发意义。
2021-06-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical heterodyne imaging of magnetostatic modes in one-dimensional magnonic crystals
我们展示了一个真实的空间成像的外差信号的光，产生的布里渊光散射的相干驱动磁振子在静磁模式的结果。用这种成像技术，我们表征表面静磁模式（Damon-Eshbach模式）在一维磁振子晶体，这是由图案化的铝条沉积在铁磁膜上形成的。从实空间像的傅里叶变换推导出磁振子晶体的修正能带结构。外差成像提供了一种简单而强大的方法来探测结构铁磁薄膜中的磁振子，为研究更复杂的现象，如安德森局域化和磁振子的拓扑输运铺平了道路。
2020-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spin wave dispersion and intensity correlation in width-modulated nanowire arrays: A Brillouin light scattering study
利用布里渊光散射光谱和动力学矩阵方法，我们研究了周期性双面宽度调制的坡莫合金纳米线密集阵列中的集体自旋波。宽度调制通过在两个平行纳米线侧面上产生一系列三角形凹口来实现，其中周期性为p=1000 nm，并且在两个横向侧面上的凹口序列的相对位移（D）可调。研究了对称（D=0）和非对称（D= 250和500 nm）宽度调制纳米线。我们发现，所检测到的模式具有布洛赫型的字符，属于一个双重来源于分裂的模式特性的纳米线具有均匀的宽度。有趣的是，磁振子带的振幅、偶极子的频率差以及它们的相对散射强度可以通过增加D而不是具有单面或对称（D=0）双面宽度调制来有效地控制。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall
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
