Creation and confirmation of Hopfions in magnetic multilayer systems
拓扑孤子在经典场论中已经研究了几十年,最近开始影响凝聚态物理。在这些孤子中,磁Skyrmion是具有连续磁化绕组的二维粒子状物体,磁Hopfions是可以由扭曲的Skyrmion弦的闭合回路形成的三维拓扑孤子。虽然对磁skyrmions的深入研究正在进行中,以实现对先进存储和逻辑设备的基本理解和潜在应用,但到目前为止,磁Hopfions的实验创建和确认一直难以捉摸。理论模型表明,霍普夫子可以在阻挫或手性磁系统中稳定,并且目标skymions可以通过调整其垂直磁各向异性而转化为霍普夫子。在这里,我们提出了磁性霍普夫离子的实验证据,在磁性Ir/Co/Pt多层形成纳米级磁盘,这是已知的主机目标skyrmions。利用X射线磁圆二色性效应作为磁衬度机制,在表面灵敏X射线光电子显微镜和体灵敏软X射线透射显微镜中,结合两种横向分辨率约为20- 30 nm的元素特异性磁X射线显微镜技术,证实了磁性Hopfions和靶Skyrmions的三维自旋织构。我们期望这些结果将激发对具有不同拓扑结构的Hopfions的进一步研究,以及它们在三维自旋电子学器件中的潜在应用。
2020-10-17 cond-mat.mes-hall
Electronic scattering off a magnetic hopfion
本文研究了三维金属磁体中巡游电子与磁介子的散射,磁介子的磁化强度矢量为$\mathbf S(\mathbf r)$。一个Hopfion是一个由{ \it出射}磁场$B_γ(\mathbf r) \equiv ε_{αβγ} \,\mathbf S\cdot(\nabla_α\mathbf S\times \nabla_β\mathbf S)/4 \neq 0$和平均值$\langle \mathbf B(\mathbf r)\rangle = 0$组成的$\mathbf S(\mathbf r)$的受限拓扑孤子。我们评估的散射振幅在相反的限制大和小的hopfion半径$R$使用程函和玻恩近似,分别。在这两个限制,我们发现,散射截面包含一个斜散射分量引起的霍耳效应内的一个hopfion平面。这一结论对非共线磁结构中的拓扑霍尔效应必然意味着$\langle \mathbf B(\mathbf r)\rangle \neq 0$的流行观点提出了质疑。在小的hopfion半径$pR \ll 1$的限制,我们展开的玻恩系列的权力的动量$p$,并确定不同的扩展项对应的hopfion各向异性,环矩,斜散射。
2021-04-19 cond-mat.mes-hall
Magnetostatic bounds on stability of hopfions in bulk helimagnets
本文基于螺旋磁体自由能密度建立 hopfion 变分模型,计算其在各向异性—磁场相图中的稳定区,并给出静磁相互作用导致其完全失稳的临界界限。
2024-06-07 cond-mat.mes-hall
Binding a Hopfion in Chiral Magnet Nanodisk
Hopfions是一种三维拓扑纹理,其特征在于具有整数Hopf不变量$Q_H$。在这里,我们提出了一个零场,稳定的hopfion自旋纹理的磁性系统中的手性磁性纳米盘夹在两个薄膜垂直磁各向异性。自旋织构的原像和$Q_H$的数值计算表明,该介子具有$Q_H=1$ .此外,另一个非平凡的状态,其中包括一个反偶对(MAP)也稳定在这个系统中。通过外加磁场,可以实现具有相同极化的Hopfion态和MAP态的相互转换。Hopfion和MAP状态之间的拓扑转换涉及MAP的创建(湮灭)和原像的扭曲。我们的工作为研究非平凡的3D拓扑自旋纹理铺平了道路,并在3D自旋电子学领域激发了更多的研究。
2018-07-27 cond-mat.mes-hall
Spacetime magnetic hopfions: from internal excitations and braiding of skyrmions
本研究突破时间维度仅作为拓扑孤子演化被动载体的局限,提出两种基于斯格明子的时空磁霍普夫子构建路径,验证了时空霍普夫指数可通过电场调控,为探索一般序参量的时空拓扑提供新思路。
2023-05-12 cond-mat.mes-hall
Sub-GHz Breathing Dynamics of Magnetic Hopfions
本研究结合微磁模拟与解析建模揭示磁性 hopfion 的亚 GHz 呼吸模式,通过畴壁模型和集体坐标惯性准确预测频率,为实验检测及频率编码自旋器件提供框架。
2025-08-30 cond-mat.mes-hall
Magneto-Crystalline Composite Topological Defects and Half-Hopfions
本文提出手性磁晶体中斯格明子与孪晶界相交形成的复合拓扑缺陷,并证明其稳定构型为半霍普夫子。
2023-12-28 cond-mat.mes-hall
Spatial decay of isolated magnetic hopfions in chiral helimagnets
Galkin Donetsk Institute for Physics and Engineering(加尔金顿涅茨克物理与工程研究所)
通过渐近展开分析手性磁体中孤立磁霍普夫子的空间轮廓,建立简单解析模型,计算相图上的平衡区域,并讨论支持可移动孤立磁霍普夫子的材料条件。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Stability of Hopfions in Bulk Magnets with Competing Exchange Interactions
磁霍普夫子是一种具有霍普夫不变量的三维拓扑孤子。它们是三维磁性准粒子的基本原型,也是自旋电子学领域新器件概念的灵感来源。基于一个微磁模型,在不考虑温度的情况下,在某些具有竞争交换相互作用的磁体中,已经预测了这种hopfions的存在。然而,物理实现自由移动的hopfions在大块磁铁迄今为止一直难以捉摸。在这里,我们考虑一个有效的海森堡模型与竞争交换相互作用和研究的稳定性的小环形的Hopf数$Q_\text{H}=1$通过寻找一阶鞍点的能量表面上的代表过渡态的衰变通过形成两个耦合的布洛赫点。我们结合测地线轻推弹性带方法和二聚体方法的适应性实现解决鞍点附近的反应路径的尖锐的能量分布。我们的分析表明,能量势垒可以达到相当高的高度,在很大程度上是由相对于晶格常数的霍普夫子的大小。
2022-12-02 cond-mat.mes-hall
Electric-current-assisted nucleation of zero-field hopfion rings
South China University of Technology(华南理工大学);Anhui University(安徽大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);Uppsala University(乌普萨拉大学);Forschungszentrum Jülich(于利希研究中心);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学)
本文提出一种简便的电电流辅助成核方法,用于在零磁场下稳定生成霍普夫离子环,其稳定性与微磁模拟一致,并建立了分类框架。
2026-01-25 cond-mat.mes-hall
Emergent magnetic field and vector potential of the toroidal magnetic hopfions
本研究基于霍普夫映射的旋量表示方法,解析计算了任意涡度的环形磁霍普夫子的矢量势、emergent 磁场等物理量,揭示了环形坐标的作用与霍普夫荷密度的雅可比表达形式。
2024-05-15 cond-mat.mes-hall nlin.SI
Topological Hall signatures of magnetic hopfions
磁霍普夫子是一种拓扑保护的三维磁孤子,它由一个在截面轮廓上具有拓扑非平凡自旋织构且接近环面的管子构成。在这里,我们表明,hopfion的局部未补偿的紧急领域导致拓扑霍尔签名,虽然拓扑霍尔效应在全球范围内消失。拓扑霍尔特征可通过磁场或电流切换,并且独立于异常和常规霍尔效应发生。因此,它可以被用来在实验中电学检测hopfions,甚至可以将它们与其他纹理(如skyrmion tubes)区分开来。此外,它可以潜在地用于自旋电子器件。举例来说,我们提出了一个基于hopfion的赛道数据存储设备和模拟的信息载体的hopfion的电检测。
2020-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlinear Dynamics of Hopfion for Frequency Multiplication
School of Physics and State Key Laboratory of Electronics Thin Films and Integrated Devices, University of Electronics and Science and Technology of China(电子科技大学物理学院及电子薄膜与集成器件国家重点实验室)
研究磁性霍普夫子对微波场的非线性响应,观察到驱动微波场与霍普夫子相互作用时出现高阶谐波,通过选择驱动频率可激发其局域磁振子态,证明了霍普夫子在非线性磁学中的潜在应用价值。
2026-07-09 cond-mat.mes-hall
Direct imaging of quantum interference and Non-Abelian entanglement in Hopfion: an magnetic soliton possess loop-like anyonic properties
本研究首次实验揭示个体Hopfion中的量子拓扑效应,确立其作为三维拓扑量子自旋电子学构建模块的潜力,并表明非阿贝尔特性可通过受控编织实现容错量子操作。
2025-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Controlling Knot Topology in Magnetic Hopfions via Spin-orbit Torque
The University of Tokyo(东京大学);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所凝聚体物质科学中心)
通过自旋轨道扭矩动态操控磁霍夫离子的霍夫数,揭示其拓扑转变机制,为拓扑记忆设备提供新思路。
2025-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Control of the magnetic hopfion lattice in helimagnet with the external field and anisotropy
该研究建立二维轮廓函数的广义微磁模型,分析外磁场与单轴各向异性对螺旋磁体中 Hopfion 晶格周期和膨胀方向的调控规律。
2025-05-11 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Hopfions in chiral magnets
磁Hopfion是一种三维拓扑孤子,它由一个闭合的扭曲磁Skyrmion弦环组成。数值模拟的结果表明,存在一个稳定的Hopfion在纳米圆柱的手征磁体和显式的解析表达式,提供了一个合理的近似数值计算的Hopfion。提出了一种通过引入界面垂直磁各向异性从目标Skyrmion产生Hopfion的机制。
2018-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Two types of metastable magnetic hopfions
本文从微磁学哈密顿量出发,解析证明无界块体磁体中霍普夫指数为1的拓扑孤子存在两种拓扑等价但构型不同的稳定态,并在磁场—单轴各向异性空间中绘制了二者的稳定相图。
2022-02-07 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Confinement-Induced Metastability and Structural Diversity of Hopfions in Chiral Magnetic Films
Hiroshima University(广岛大学);International Institute for Sustainability with Knotted Chiral Meta Matter(螺旋手性超材料可持续发展国际研究所)
研究揭示了chiral磁性薄膜中hopfion的亚稳态与结构多样性,通过三维模拟发现四种孤立hopfion类型,并展示其在受限条件下的稳定性与相变行为。
2025-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium dynamics of magnetic hopfions driven by spin-orbit torque
The University of Tokyo(东京大学);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所凝聚物质科学中心)
研究通过自旋-轨道扭矩调控Hopfion的非平衡动力学,揭示了霍普夫数转换的机制及拓扑操控路径。
2025-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Hopfion Dynamics in Chiral Magnets
拓扑自旋织构的共振自旋动力学与它们的拓扑性质相关,可以用来理解这种性质。在这项研究中,我们提出了三维拓扑自旋织构的共振自旋动力学,即,尼尔和布洛赫跳。使用微磁学模拟,我们稳定布洛赫和尼尔hopfions体和界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya),分别。我们确定的基态自旋配置的两个hopfions,各向异性,几何约束,和退磁场的影响。为了确定拓扑性质,计算每个自旋纹理的霍普夫数。然后,我们计算了多重磁场作用下自旋进动的共振频率和自旋波模。独特的共振频率和特定的磁场依赖性可以帮助指导实验研究,以确定三维拓扑自旋纹理的手性磁铁时,成像是不可能的。
2021-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elliptical stability of hopfions in bulk helimagnets
基于变分模型研究经典螺旋磁体中 ${\cal H}=1$ 的 hopfion 椭圆稳定性,发现其稳定性取决于内部结构,且稳定 hopfion 能量低于 $2π$-skyrmion 晶格,可作为成核前驱体,并计算了稳定性图。
2025-05-17 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Three-dimensional topological orbital Hall effect caused by magnetic hopfions
本文预测磁性 hopfion 可诱导三维拓扑轨道霍尔效应,并以 Hopf 指数标识该响应,为器件中探测 hopfion 及实现大轨道转矩提供电子学特征。
2025-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Weaving Hopfions from Emergent Monopoles in a Chiral Magnet
The University of Tokyo(东京大学);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所 emergent matter science 中心);Hiroshima University(广岛大学)
该研究提出从含涌现单极子-反单极子对的磁托隆生成霍普夫子的机制,经模拟表明电流可实现该转化,揭示了霍普夫子创建的实验可行途径及拓扑纹理生成路径。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological-chiral magnetic interactions driven by emergent orbital magnetism
200年前,安德烈-玛丽·安培发现,由穿透性磁场产生的电子流形成的电回路可以相互作用。在这里,我们表明,安培的观察可以转移到量子领域之间的相互作用的三角形格子上的自旋,在原子尺度上的电流与一种特殊类型的轨道运动的电子在响应于非共面的相邻自旋发挥作用的磁场。由此产生的拓扑轨道矩的基础上的自旋结构的拓扑结构的轨道动力学的关系。我们证明了拓扑轨道矩之间的相互作用以及与底层晶格自旋的相互作用产生了一类新的磁相互作用$-$拓扑手性相互作用$-$,它可以支配著名的Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用,从而为实现具有三维磁化织构的新型手性磁性材料(如磁hopfion)开辟了一条道路。
2020-01-24 cond-mat.mes-hall
Dynamic annihilation pathways of magnetic skyrmions
Center for Magnetism and Magnetic Nanostructures, University of Colorado Colorado Springs(科罗拉多大学斯普林斯分校磁学与磁性纳米结构中心)
本文通过伪谱方法研究二维磁性Skyrmion的动态湮灭路径,发现模型选择和空间离散化对Skyrmion动力学有显著影响,并展示了其在多尺度建模和材料发现中的应用潜力。
2025-11-21 cond-mat.mes-hall
Simulating Thiele's Equation and Collective Skyrmion Dynamics in Circuit Networks
本文构建可模拟 Thiele 方程的电路单元,并通过耦合单元与电路阵列复现斯格明子霍尔效应、频率梳及拓扑边缘态,为研究集体磁孤子动力学提供电路平台。
2024-10-25 cond-mat.mes-hall
First order phase transitions driven by in-plane magnetic field in odd-integral quantum Hall bilayer electron systems
这篇论文已被作者撤回。
2001-10-03 cond-mat.mes-hall
Hall effect driven by non-collinear magnetic polarons in diluted magnetic semiconductors
本文发展了稀磁半导体(DMS)中由非共线磁织构驱动的霍尔效应(拓扑霍尔效应- THE)理论。我们证明了载流子自旋轨道相互作用在束缚磁极化子(BMP)内部诱导了手性磁有序。非共线BMP的内部结构由自旋轨道耦合的类型控制,允许创建skyrmion-(Rashba)或antiskyrmion-样(Dresselhaus)配置。巡游载流子在极化子上的非对称散射导致了霍尔信号,这种信号存在于弱的外磁场和低温下。我们指出,DMS为基础的系统允许一个实验研究的载体自旋极化和非共线的磁性织构形状的依赖。
2018-01-29 cond-mat.mes-hall
Prediction of topological Hall effect in a driven magnetic domain wall
我们研究了在驱动磁DW中可能出现的拓扑霍尔效应。基于Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski(LLGS)方程的数值模拟结果表明,当DW处于非平衡态时,会出现出射磁通量.磁通量的大小由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya interaction)或面内纵向磁场调制,提供了对预测的THE的实验测试。这些结果表明,即使在拓扑简单的磁性DW中也可以观察到THE,从而为电学探测动态自旋结构开辟了新的可能性。
2019-07-07 cond-mat.mes-hall
Chirality-driven orbital magnetic moments as a new probe for topological magnetic structures
当电子被驱动通过非常规的磁性结构,如skyrmions,它们会经历产生几个霍尔效应的电磁场。独立地,基态突现磁场也可以导致轨道磁性,即使没有自旋-轨道相互作用。霍尔效应和轨道磁化的几何理论之间的密切相似性提出了一个问题:Skyrmion是否显示拓扑轨道磁性?在这里,我们首先解决最小的系统与非零涌现的磁场,三聚体,从第一性原理表征的轨道磁性。基于这种认识,我们研究了skyrmions的轨道磁性,并证明了由突现磁场驱动的贡献是拓扑的。这意味着,在磁结构的连续变形下,对轨道矩的拓扑贡献不会改变。此外,我们用它提出了一个新的实验方案,拓扑磁结构的识别,软X射线光谱。
2016-09-23 cond-mat.mes-hall
Current-driven thermo-magnetic switching in magnetic tunnel junctions
我们研究了磁性隧道结(MTJ)的开关驱动的热效应的传输电流通过结。切换发生在一个专门设计的复合自由层,其作为MTJ电极之一,是由于电流驱动的铁磁到顺磁居里转变与相关的交换去耦内的自由层,导致磁反转。我们模拟了电流和热量通过器件的传播,并展示了如何热聚焦可以用来提高功率效率。在这项工作中展示的居里开关MTJ具有高度可调的优点,在其工作温度范围内,方便或略高于室温,这可以是技术上的意义和竞争力的已知的开关方法,使用自旋转移扭矩。
2017-10-17 cond-mat.mes-hall
Scaling Laws of Magnetically Driven High-order Harmonic Generation in Spin-Orbit Coupled Systems
Université de Nouakchott(努瓦克肖特大学)
本研究通过含时量子输运模拟发现,在Rashba自旋轨道耦合系统中,磁驱动高次谐波产生的截止频率按ω^{-1}标度,区别于光驱动的ω^{-3},且进动锥角可调控谐波带宽,为超快自旋电子学提供新机制。
2025-10-15 cond-mat.mes-hall
Proximity Driven Enhanced Magnetic Order at Ferromagnetic Insulator / Magnetic Topological Insulator Interface
磁绝缘体/拓扑绝缘体(MI/TI)界面的磁交换驱动邻近效应为新现象提供了一个丰富的舞台,同时也为实现低能量耗散量子器件提供了一种途径。在这里,我们报告了一个戏剧性的增强邻近交换耦合的MI /磁TI EuS / Sb $_{2-x}$ V $_x$ Te $_3$混合异质结构,其中V掺杂是用来驱动TI(Sb $_{2}$ Te $_3$)磁性。我们观察到一个人工的反铁磁结构附近的MI/TI接口,这可能是增强的邻近耦合。邻近效应和掺杂之间的相互作用提供了深入了解可控工程的磁秩序使用混合异质结构。
2015-05-09 cond-mat.mes-hall
Electron Transport Driven by Nonequilibrium Magnetic Textures
在大交换耦合的极限下讨论了非均匀磁动力学驱动的自旋极化电子输运。严格遵循随时间变化的磁场分布的电子自旋经历随自旋变化的虚拟电场和磁场。我们表明,电场获得重要的修正,由于自旋退相,当一个放松的自旋投影近似。此外,自旋带之间的自旋翻转散射需要考虑,以计算由磁动力学引起的电压和自旋积累。基于Onsager互易原理的唯象方法的开发,它使我们能够捕捉自旋退相的效果,并使连接到电流驱动的磁动力学的研究问题。一些结果,最近出现在文献中的相关和推广。
2008-04-02 cond-mat.mes-hall
Magnetic skyrmion bubble motion driven by surface acoustic waves
本文研究了在铁磁体中利用反向传播声表面波对磁Skyrmion泡的动力学控制。首先,我们确定了磁泡的质量和推导力由于SAW作用在磁泡上使用Thiele的方法。推动气泡的力与主应变分量的应变梯度成比例。然后,我们研究了磁泡的动态钉扎和运动的SAW纳米线。在圆盘几何中,我们提出了一个SAW驱动的具有两个共振频率的Skyrmion泡振荡器。
2018-03-16 cond-mat.mes-hall
Single-shot time-domain studies of spin-torque-driven switching in magnetic tunnel junctions
我们报告的电阻与时间的单次测量的热辅助自旋扭矩驱动的磁性隧道结开关。我们实现了足够的灵敏度,以解决导致开关的电阻信号,包括个别开关事件之间的变化。开关前的热波动的分析允许详细测量的相干时间和磁化旋进幅度的变化。我们发现,与一个小的面内难磁化轴磁场的磁化动力学空间相干比零场的情况下。
2009-06-13 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium charge dynamics of light-driven rings threaded by a magnetic flux
本文从理论上研究了介观圆环在非对称短电磁脉冲驱动和外加静态磁通量作用下的电荷极化和电荷电流动力学。结果表明,脉冲感应电荷极化和相关的光发射是可控的外部磁通量的调谐。施加两个相互垂直的脉冲触发环中的充电电流。这种非平衡和持续电流之间的相互作用进行了研究,并确定了脉冲停止持续电流的条件。
2007-03-19 cond-mat.mes-hall
Vortex gyration mediated by spin waves driven by an out-of-plane oscillating magnetic field
在这封信中,我们解决的涡核动力学涉及的旋转激励和阻尼变化的面外振荡磁场。当涡核在面内偏置磁场的作用下处于静止状态时,垂直磁场激发的自旋波可以引起明显的涡旋回旋。当同时激励自旋波和涡旋旋向运动时,涡旋的旋向阻尼发生变化。系统能量的分析使我们能够解释的起源的自旋波介导的涡旋回转。
2014-10-13 cond-mat.mes-hall
Emergent magnetic texture in driven twisted bilayer graphene
研究了不同扭曲角下双层石墨烯势垒的输运性质。值得注意的是,对于围绕魔角$θ_m \sim 1.05^{\circ}$的小扭转角,AA堆叠区域周围的局部电流与注入电子速率相比被强烈增强。此外,总电流和逆流(磁)电流模式在这些区域中显示出高度相关性,从而产生了形成磁性莫尔超晶格的定义明确的磁矩。这些磁矩的方向和大小的变化作为门电压的函数和可能的影响紧急自旋液体行为进行了讨论。
2020-07-24 cond-mat.mes-hall
Topological quantization of the flow of magnetic skyrmions driven by a ratchet-like potential under thermal fluctuations
我们考虑一个磁skyrmion的驱动下,自旋极化电流周期性的空间和时间和空间不对称,也受到随机磁场代表的热涨落。我们表明,当随机磁场足够低,而驱动电流的时间变化足够慢,skyrmion流是一个整数倍的空间和时间周期之间的比率,整数是一个拓扑不变量称为陈数。数值求解随机Landau-Lifshitz-Gilbert(sLLG)和Langevin方程也证明了这一结果。我们的工作提出了一种新的方法操纵skyrmions拓扑稳定性。
2018-06-14 cond-mat.mes-hall
Controlling 3D spin textures by manipulating sign and amplitude of interlayer DMI with electrical current
最近发现的层间Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(IL-10)在垂直磁各向异性的多层膜有利于在平面方向上的自旋倾斜,从而可以使新的令人兴奋的自旋纹理,如连续多层膜中的霍普夫离子。一个关键的要求是要控制IL-100,因此在这项研究中,一个电流的IL-100的影响进行了调查的面外磁滞回线的异常霍尔效应下施加面内磁场。改变面内场的方向以获得完整的方位角依赖性,这使得我们能够量化对IL-1的影响。我们观察到的IL-β的方位角的依赖性随着电流的增加,这可以理解从额外的面内对称性破缺所引入的电流流动。使用两个叠加的余弦函数的经验模型,我们证明了存在一个电流感应项,线性增加的IL-γ在电流流动的方向。由此,实现了通过电流操纵3D自旋纹理的新的容易访问的可能性。由于大多数自旋电子器件采用自旋转移或自旋轨道转矩来操纵自旋织构,因此将电流诱导的离子注入到薄膜器件中的基础是广泛可用的。
2022-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-driven domain wall motion in magnetic wires with asymmetric notches
利用磁力显微镜研究了电流驱动下非对称缺口磁线中畴壁的运动。有人发现,所需的电流驱动DW运动的临界电流密度取决于DW的传播方向。DW移动更容易沿着不对称切口的斜率倾斜较小的方向。
2005-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wavelets spectra of magnetization dynamics in geometry driven magnetic thin layers
通过数值模拟研究了不同厚度和宽度的方形钴薄层。使用零值外部施加的磁场(几何驱动区)和不同的初始条件的磁化动力学进行了检查。采用小波分析方法对样品进行光谱分析。确定了不同类型的瞬态。
2009-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic oscillations driven by the spin Hall effect in 3-terminal magnetic tunnel junction devices
我们发现,钽微带中的直流电流可以通过自旋霍尔效应(SHE)的自旋力矩在相邻的纳米磁体中诱导稳态磁振荡。通过接触纳米磁体的磁性隧道结(MTJ)电检测振荡。可以使用MTJ偏置来控制振荡频率以调谐磁各向异性。因此,在该3端器件中,SHE扭矩和MTJ偏置提供了对振荡幅度和频率的独立控制,从而实现了用于开发可调谐自旋扭矩纳米振荡器的新方法。
2012-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast magnetic vortex core switching driven by topological inverse Faraday effect
本文从理论上发现了一种非传统的反法拉第效应机制,它选择性地作用于拓扑磁结构。这种效应称为拓扑逆法拉第效应(TIFE),它是由磁结构在圆偏振光作用下的自旋Berry相位引起的。因此,自旋轨道相互作用是不必要的,不像在传统的IFE。我们通过数值模拟表明,TIFE实现了超快开关的磁涡旋在150 ps的开关时间内没有磁场。
2012-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Magnetically-driven electronic phase separation in the semimetallic ferromagnet EuB$_6$
从半金属铁磁体EuB $_6$的波动光谱和弱非线性输运的测量,我们发现磁驱动的电子相分离的直接证据与磁极化子(MP),形成高导电磁有序的集群在顺磁性和“不良传导”的背景下的渗透的图片相一致。这些不同部分的导电网络分别探测的噪声光谱/非线性传输和传统的线性电阻率。我们提出了一个全面的和“普遍的”的MP渗流的情况下,发生在一个临界磁化诱导的铁磁秩序在零场或外部施加的磁场在顺磁区。
2012-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic dynamics driven by the spin-current generated via spin-Seebeck effect
我们考虑自旋电流驱动的动力学的磁性纳米结构的导电磁线下的热梯度在一个开路,自旋塞贝克效应几何。结果表明,自旋电流散射导致作用在纳米结构上的自旋电流扭矩,并导致进动和位移。散射还导致自旋电化学势沿着导线的重新分布,导致逆自旋霍尔效应电压相对于热梯度反转的极性反转对称性的破坏。
2011-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Current-Driven Motion of Magnetic Domain Wall with Many Bloch Lines
从理论上研究了多布洛赫线铁磁体中由自旋转移矩驱动的磁畴壁运动。研究发现,边界层的运动显著地改变了电流-速度($j$ - $v$)特性。特别地,克服钉扎力的临界电流密度甚至与Skyrmion的临界电流密度相比减小了Gilbert阻尼系数$α$的因子。这与磁场驱动运动的情况形成鲜明对比,其中BL的存在降低了DW的移动性。
2015-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Lower current-driven exchange switching threshold in noncollinear magnetic junctions under high spin injection
电流感应开关被认为是在一个磁性结。该结包括钉扎和自由铁磁层,其工作在高自旋注入的制度。结果表明,在这种制度的交换磁化反转阈值可以降低到两次时,层的轴是非共线的。
2009-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of a magnetic skyrmionium driven by spin waves
磁性Skyrmionium是一种类似Skyrmion的结构,但净Skyrmion数为零,可以用作非易失性信息处理设备的构建块。在这里,我们研究了由传播自旋波驱动的磁性Skyrmionium的动力学。研究发现,自旋波可以有效地驱动Skyrmion运动,表现出微小的Skyrmion霍尔效应,其迁移率比相同条件下的Skyrmion要好得多。我们还表明,skyrmionium迁移率依赖于纳米轨道的宽度和阻尼系数,并可以通过外部的面外磁场控制。此外,我们还证明了自旋波驱动的Skyrmionium运动是惯性的。我们的研究结果表明,skyrmionium是一个很有前途的积木构建自旋波自旋电子器件。
2018-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-torque driven magnetic vortex self-oscillations in perpendicular magnetic fields
我们采用完整的微磁学模拟分析直流电流驱动的自旋阀纳米柱中的涡核在垂直场的自振荡,包括自旋扭矩和自洽计算的整个自旋阀的静磁场的耦合效应。较厚的纳米磁体中的涡旋沿着准椭圆形轨迹移动,该轨迹随着施加的电流而扩展,导致频率的蓝移,而较薄的纳米磁体的磁化由于偏置电流而不均匀。模拟解释了实验的磁阻场磁滞回线,并产生良好的协议与测量的频率与电流的行为,这种自旋扭矩涡旋振荡器。
2010-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Threshold Logic with Current-Driven Magnetic Domain Walls
电流驱动磁畴壁逻辑的最新证明[Z. Luo等人,Nature 579:214]基于被识别为可重构NAND/NOR功能的三输入逻辑门。我们重新解释这个逻辑门作为少数门的阈值逻辑的上下文中,使畴壁阈值逻辑范例中的器件数量可以减少80%。此外,通过将逻辑门扩展到三个以上的非等权重输入,可以实现器件数量减少87%。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cs.ET