Thermal vector potential theory of magnon-driven magnetization dynamics
应用热矢势方法研究了绝缘铁磁体中磁结构的热动力学。通过分离磁结构变量和磁振子变量,导出了在有畴壁和涡旋的情况下,包含热磁振子自旋转移效应的磁结构运动方程。磁振子电流的线性响应理论的基础上评估相对于热矢量势代表的温度梯度。它示出的磁畴壁的速度时,由热磁振子驱动具有很强的温度依赖性不同于在金属中的电驱动的磁畴壁的情况。
2015-05-08 cond-mat.mes-hall
Magnon transport in $\mathrm{\mathbf{Y_3Fe_5O_{12}}}$/Pt nanostructures with reduced effective magnetization
对于利用磁振子自旋电流的应用,必须使降低自旋电导率的阻尼效应最小化。本文研究了有效磁化强度强烈降低的钇铁石榴石薄膜中的磁振子输运。我们表明,在一个三端设备的有效磁振子电导率可以增加一个因素高达6由施加到调制器电极的电流,产生阻尼补偿阈值电流以上。此外,我们发现这个阈值电流的线性依赖于所施加的磁场。我们可以通过减少的有效磁化和相关的近圆形磁化进动来解释这种行为。
2021-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric field control of magnon-induced magnetization dynamics in multiferroics
从理论上研究了非均匀磁电耦合对铁磁体磁振子感生动力学的影响。磁振子介导的磁电矩影响均匀磁化和磁振子驱动的畴壁运动。在域中,我们预测的磁化重定向,所施加的电场,这是几乎一个数量级大于通过相同的机制在其他物理系统中观察到的。所施加的电场也可用于以线性方式调整磁畴壁速度和运动方向,产生数倍于零场速度的磁畴壁速度。这些结果表明,多铁性系统提供了一个很有前途的舞台,实现低耗散磁化旋转和畴壁运动通过激发自旋波。
2016-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization dynamics in magnonic structures with different geometries: interfaces, notches and waveguides
二十年前超快磁化动力学的发现导致了各种各样的实验技术来探索具有高时间分辨率的磁性材料中的现象。本文研究了自旋波包在不同磁子晶体连续磁膜界面上的宽带激发。类似于拓扑带绝缘体表面上的受保护的导电状态,这些界面表现出表面自旋波模式,该模式从晶体传播到连续膜中。传播距离取决于所施加的磁场的方向以及晶体的表面几何形状。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall
Giant spatial anisotropy of magnon lifetime in altermagnets
本文研究交替磁体中磁振子寿命的空间各向异性,发现其寿命强烈依赖于磁振子类型和方向,与斯托纳模式的耦合会完全抑制特定方向的磁振子传播,为自旋电子学应用提供新可能。
2024-05-21 cond-mat.mes-hall
Effect of nonlinear magnon interactions on the stochastic magnetization switching
本研究理论揭示四磁振子散射使 Kittel 模衰变为反向动量自旋波,从而抑制磁化涨落与翻转频率,并提出调控有限 k 自旋波温度或磁盘尺寸以优化概率计算性能。
2024-07-03 cond-mat.mes-hall
Magnon scattering and transduction in Coulomb-coupled quantum Hall ferromagnets
Rice University(莱斯大学);Bucknell University(巴克内尔大学)
本文研究了量子反铁磁体中Coulomb相互作用导致的磁极散射与Skyrmions介导的层间磁极转换现象,揭示了长距离磁极学的潜力。
2026-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Floquet-engineering the exceptional points in parity-time-symmetric magnonics
本研究提出基于耦合磁波导和磁子晶体的时空驱动PT对称磁子学方案,通过电荷电流实现增益/损耗平衡,调控奇异点及PT对称破缺相,实现低电流下自持续磁化振荡和高效自旋波产生。
2023-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Protocol for generating an arbitrary quantum state of the magnetization in cavity magnonics
我们提出了一个方案,并在数值上评估产生一个任意的量子态的磁化磁铁。该协议涉及反复激励频率可调的超导transmon和通过微波腔将激励转移到磁体。为了避免衰变,协议必须比磁振子寿命短得多。通过简单地缩短脉冲来加速协议导致激发非共振泄漏到更高水平的transmon,伴随着更高的退相干。我们将讨论如何通过施加反脉冲来消除这些较高水平的激励来校正这种泄漏。在我们的协议中,最大磁振子占用高达$\sim9$和平均磁振子数高达$\sim4$的国家可以产生保真度$>0.75$。
2022-01-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnon spin transport in the van der Waals antiferromagnet CrPS4 for non-collinear and collinear magnetization
本研究针对范德华反铁磁体CrPS₄的磁振子自旋输运特性展开,通过电、热两种注入方式测试不同磁化态下的输运参数,发现共线态下存在显著输运信号而非共线态电导率近零,为二维磁体在磁振子器件中的应用提供了实验依据。
2024-11-01 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
Real-time observation of magnetization and magnon dynamics in a two-dimensional topological antiferromagnet MnBi2Te4
本研究系统探究少层拓扑反铁磁MnBi2Te4的超快磁化与自旋波动力学,发现奇偶层数效应、数十吉赫兹的场依赖反铁磁磁振子模式,证实磁态与电子结构强关联,为相关应用与研究奠定基础。
2023-09-30 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
Magnon-assisted magnetization reversal of Ni81Fe19 nanostripes on Y3Fe5O12 with different interfaces
本研究在YIG上集成Py纳米条带,利用短波磁振子实现低场磁化反转,为磁振子信号的非易失性存储提供了新途径。
2023-12-22 cond-mat.mes-hall
Efficient Gating of Magnons by Proximity Superconductors
静电门控限制和控制集成电路中电子的传输。磁振子是磁序自旋波的量子,是有希望的替代信息载体,但难以选通。在这里,我们报告的超导条上的薄磁膜可以完全反射磁振子的反磁响应的磁振子杂散场。所引起的大的频率偏移单向地阻挡了垂直于磁化方向传播的磁振子。两个平行于磁化方向的超导门产生一个磁振腔。门控相干磁振子的选项增加了磁振子器件的功能,例如可重新编程的逻辑器件和增加与其他自由度的耦合。
2022-08-09 cond-mat.mes-hall
Theory of Cross-correlated Electron-Magnon Transport Phenomena: Case of Magnetic Topological Insulator
本文研究了磁振子和狄拉克电子在铁磁拓扑绝缘体表面的热电流互关联输运现象。对于垂直磁化,我们计算了磁振子-(电子-)拖曳反常Nernst/Seebeck(反常Ettingshausen/Peltier)效应和磁振子-/电子拖曳热霍尔效应。磁振子拖曳热电效应被解释为磁振子感应电动势引起的。当磁化具有面内分量时,出现各向异性磁阻(AMR)的热/热电类似物。在绝缘状态下,热AMR被实现为AMR的磁振子模拟。
2018-07-20 cond-mat.mes-hall
Magnon versus electron mediated spin-transfer torque exerted by spin currents across antiferromagnetic insulator to switch magnetization of adjacent ferromagnetic metal
最近的实验[Y。Wang等人,Science 366,1125(2019)]关于磁振子介导的自旋转移矩(MSTT)的解释是,通过在反铁磁绝缘体(AFI)的一个表面上施加非平衡电子自旋密度,因此,它们在AFI上的传播剥夺了传导电子,最终导致铁磁金属(FM)的磁化反转,附着于AFI的相对表面。我们采用最近发展的时间相关的非平衡格林函数结合Landau-Lifshitz-Gilbert方程(TDNEF +LLG)形式主义来演化传导电子的量子力学,而它们通过自洽反作用与经典的原子自旋动力学描述的局域磁矩相互作用求解LLG方程组。在注入方波电流脉冲作为初始条件时,FM偏振器/AFI/FM分析器结的TDNEGF+LLG模拟表明,在FM分析器内的局部磁矩反转在需要更大的脉冲高度和更长的持续时间的意义上是效率较低的,比传统的电子介导的STT(ESTT)驱动标准FM偏振器/正常金属/FM分析器自旋阀中的磁化切换。由于由AFI的自旋泵浦产生的电子和由AFI的直接传输产生的磁振子,自旋电流被注入FM分析器,其局部磁矩将经历MSTT和ESTT的组合。然而,通过人为地关闭ESTT,我们证明了MSTT起着主导作用,因此,其理解为没有电子部件的全磁振子驱动磁化开关器件铺平了道路。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall
Magnonic black holes
我们表明,自旋极化电流和磁化动力学之间的相互作用可以用来实现黑洞和白洞的视野磁振子-在磁铁的磁化方向的振荡量子。我们考虑三种不同的系统:易平面铁磁金属,各向同性反铁磁金属,易平面磁绝缘体。根据现有的实验数据,我们估计霍金温度可以高达1 K。我们评论自旋波散射和运输实验的磁振子视界的影响,和磁振子纠缠。
2016-10-07 cond-mat.mes-hall
Magnons and skyrmions in fractional Hall ferromagnets
最近的实验已经建立了量子霍尔铁磁体在整数和分数填充因子下的磁化温度依赖性$M(T)$之间的定性差异。我们解释这种差异的集体磁振子和粒子-空穴激发的相对能量在这两种情况下。硬核模型系统的分析计算被用来证明,在分数的情况下,相互作用抑制在有限的温度下的磁化和粒子空穴激发,而不是长波长磁振子控制$M(T)$在低$T$。
1998-06-06 cond-mat.mes-hall
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
Confinement of Bose-Einstein magnon condensates in adjustable complex magnetization landscapes
本文提出通过光学加热图案在钇铁石榴石薄膜中构建非均匀磁化景观,利用相向磁振子超流实现BEC的空间局域约束,从而延长其寿命并拓展相干波操控能力。
2022-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.app-ph
Magnetization pumping and dynamics in a Dzyaloshinskii-Moriya magnet
我们制定了一个唯象描述的薄铁磁层反转不对称的单畴磁动力学经验的磁振子电流感应扭矩,并导致磁振子动力。我们首先建立一个唯象理论的基础上不可逆热力学,考虑到系统的对称性。此外,我们证实,这些影响源于Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的分析基于随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程。我们的唯象结果推广到一般形式的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和其他系统,如烧绿石晶体和手性磁体。可能的应用包括自旋电流产生、磁化反转和磁子冷却。
2015-04-09 cond-mat.mes-hall
Klein tunneling of Weyl magnons
与外尔半金属类似,在磁性材料中,磁振子带可以容纳外尔点,在其周围的玻色子激发被称为外尔磁振子。在这里,我们研究了外尔磁振子的克莱因隧穿,在此过程中,外尔磁振子隧道通过一个高势垒。具体地说,我们研究了准一维磁线中外尔磁振子所携带的磁化电流,在磁线的中间施加一个门磁场以产生一个势垒。传输概率的计算和Landauer-Büttiker形式主义是用来找到磁化电流。各种类型的外尔磁振子被认为是,包括各向同性,倾斜,和双外尔磁振子。与外尔半金属不同,外尔半金属中费米子统计占主导地位,并且由于法布里-珀罗共振,电流随栅极场振荡,这里玻色分布模糊了振荡。我们发现,外尔锥的倾斜使Klein隧穿产生的磁化电流减小,而对于双外尔磁振子,Klein隧穿在二次色散方向上不存在,而在线性色散方向上增强.我们的结果表明,由于不同的统计,磁振子的电流-电压特性的行为是相当不同的电子,虽然单粒子的属性,如传输概率,是相同的外尔玻色子和外尔费米子。
2019-09-09 cond-mat.mes-hall
Spin-split magnon bands induce pure spin current in insulating altermagnets
本文建立了热驱动磁振子流的量子动理学理论,在具有各向异性次近邻交换和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的蜂窝反铁磁体中揭示了自旋劈裂磁振子能带,并预测了可用于磁化翻转的纯横向自旋流。
2025-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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 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
Local temperature control of magnon frequency and direction of supercurrents in a magnon Bose-Einstein condensate
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau(莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);Fraunhofer Institute for Industrial Mathematics ITWM(弗劳恩霍夫工业数学研究所)
研究通过温度调控磁化率,揭示磁子频谱变化与超流方向调控机制,发现局部磁化极小值导致磁子玻色-爱因斯坦凝聚体频率增强,产生远离热点区域的超流。
2023-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.app-ph
Magnetization Dynamics of Nanoscale Magnetic Materials: A Perspective
纳米磁体构成了一系列小型化节能设备的基石,包括数据存储、存储器、波基计算、传感器和生物医学设备。它们还提供了一系列奇特的现象和严峻的挑战。介绍了单纳米磁体和一维和二维纳米结构阵列的磁化动力学研究进展,这些纳米结构阵列的形式包括点、反点、纳米颗粒、二元和双组分结构以及图案化多层膜。介绍了人工自旋冰、三维纳米磁体等非常规新结构以及畴壁、涡旋和skyrmions等自旋织构的研究进展。此外,在磁性纳米结构的磁化动力学的各种各样的新课题正在迅速出现。综述了纳米结构快速动力学的时空成像、自旋织构动力学、人工自旋冰等不断发展的课题。此外,还介绍了当代和新出现的磁性结构的动力学,如具有复杂基和对称性的纳米磁体阵列、磁子准晶、分形、缺陷结构、新型三维结构等。各种自旋-轨道耦合效应和随之而来的自旋织构以及由磁振子-光子、磁振子-声子和磁振子-磁振子耦合组成的量子混合系统,反铁磁纳米结构正在迅速发展,并有望在未来几年主导这一研究领域。最后,相关的主题,如章动动力学和纳米磁体天线进行了简要讨论。尽管取得了很大的进展,但迄今为止,只有一小部分纳米磁性及其辅助主题得到了探索,并且设想在未来几代人中在这个不断增长的研究领域中做出巨大努力。
2020-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Femtosecond signatures of optically induced magnons before ultrafast demagnetization
本文通过超宽带太赫兹发射光谱发现光致退磁前磁振子向传导电子转移角动量在不到10飞秒内完成,揭示磁化动力学极限速度并非退磁,为更快自旋电子学开辟新途径。
2025-07-02 cond-mat.mes-hall
Non-reciprocal light diffraction by a vortex magnetic particle
本文对具有涡旋磁化分布的球形磁性粒子的光衍射进行了理论研究。它示出的衍射光的强度涉及一个非互易的贡献。这种贡献取决于粒子磁化的涡度。它似乎是由于电四极、磁偶极子的激发以及粒子中电偶极矩的增加,这取决于粒子磁化涡度。对一个钴粒子和入射光的两个线偏振态的非互易贡献的估计与最近在三角形磁性粒子晶格中的实验研究数据拟合了一个数量级。
2012-11-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magnon decay theory of Gilbert damping in metallic antiferromagnets
吉尔伯特阻尼是控制有序磁体中磁化动力学的关键特性。本文从理论上研究了反铁磁金属中磁振子通过$s$ - $d$交换相互作用衰变产生的内禀Gilbert阻尼。我们的理论描绘了金属反铁磁体由于其二分性质的阻尼的定性特征,除了提供阻尼参数的解析表达式。磁振子引起的带内电子散射被发现主要导致磁化阻尼,而内尔场被发现通过无序阻尼。根据传导电子的能带结构,我们预测,磁振子诱导的带间电子散射带交叉点周围可能会被利用工程师一个强大的Néel场阻尼。
2019-07-01 cond-mat.mes-hall
Magnonic band structure of domain wall magnonic crystals
磁振子晶体是设计用于控制自旋波传播的原型磁性超材料。常规的磁振子晶体由单畴元件组成。如果磁化织构,例如畴壁、涡旋和skyrmions,被包括在磁振子晶体的构建块中,则可以实现对磁振子能带结构的控制的附加自由度。我们从理论上研究了畴壁对自旋波传播和相应的磁振子能带结构的影响。结果表明,畴壁内磁化强度的旋转引入了自旋波激发的几何矢量势。对应的Berry相位具有量化值$4 n_w π$,其中$n_w$是畴壁的缠绕数。由于拓扑矢量势,具有畴壁的磁振子晶体的磁振子能带结构显著不同于仅由磁畴构成的相同磁振子晶体。这种差异可以通过磁振子晶体中畴壁的唯一成核或湮灭来实现磁振子能带结构的动态重构。
2016-04-22 cond-mat.mes-hall
Possible odd-frequency Amperean magnon-mediated superconductivity in topological insulator -- ferromagnetic insulator bilayer
本文研究了拓扑绝缘体(TI)与具有倾斜平均场磁化的铁磁绝缘体之间的磁振子介导的费米子配对。倾斜的磁化朝向界面平面降低了磁性带隙,并导致在有效TI分散的移位。在忽略和包含磁振子传播子的频率依赖性两种不同情况下,推导并求解了超导能隙的自洽方程。忽略频率的依赖性的结果在p波安培的解决方案。我们还发现,倾斜到界面平面的磁化有利于库珀对与质心动量平行的磁化矢量,增加$T_c$相比,平面外的情况。包括磁振子传播子的频率依赖性,并解决了少量的松原频率,我们发现,在临界温度的安培解决方案的本征向量是占主导地位的奇数频率和偶数的动量,从而打开了可能的奇数频率安培配对。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A micro-structured ion-implanted magnonic crystal
研究了自旋波在局域离子注入微结构磁晶体波导中的传播。辐射引起沿波导的饱和磁化强度的周期性变化。因此,自旋波透射谱呈现出一组频带,其中自旋波传播被抑制。一个微弱的修改的饱和磁化强度的7%是足以减少的自旋波传输的带隙的一个因素的10。这些结果证明了局域离子注入用于制造有效的微米和纳米尺寸的磁振子自旋电子学应用的磁振子晶体的适用性。
2013-04-26 cond-mat.mes-hall
Collective dynamical skyrmions excitations in magnonic crystal
本文从理论上研究了Skyrmion磁振子晶体,在Skyrmion磁配置中的铁磁纳米点链中的磁化动力学。我们表明,集体激发是可能被观察到的结构。给出了耦合Skyrmions的色散关系。它表现出依赖于波矢的周期性,这是磁振子晶体中能带结构的特征。与磁振子带相关的磁化强度振幅的空间分析证实了激发模式的类型,呼吸和顺时针回旋动力学skyrmions。这些高频和低频激发分别以负群速度和正群速度传播,可以用于研究自旋电子学和磁振子学中的基本性质和技术应用。
2015-02-27 cond-mat.mes-hall
Exchange magnon induced resistance asymmetry in permalloy spin-Hall oscillators
我们研究磁化动力学自旋霍尔振荡器使用直流测量以及传统的微波频谱分析。当电流施加反阻尼自旋转移力矩时,我们观察到电阻的变化,我们归因于非相干交换磁振子的激发。一个简单的模型开发的基础上减少的有效饱和磁化强度,定量解释的数据。所观察到的现象突出了交换磁振子的自旋霍尔振荡器的操作的重要性。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon Planar Hall Effect and Anisotropic Magnetoresistance in a Magnetic Insulator
对于平行于或垂直于磁有序导体或半导体中的磁化方向行进的电荷电流,电致伸缩性可以不同,导致众所周知的平面霍尔效应和各向异性磁阻。本文研究了磁绝缘体Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$中磁振子的类似各向异性磁输运行为。电和热磁振子注入,和电检测方法在室温下使用的横向和纵向的几何结构,以测量磁振子平面霍尔效应和各向异性磁阻,分别。我们观察到,相对于平均磁振子电导率,即$|(σ_{\parallel}^{\textrm{m}}-σ_{\perp}^{\textrm{m}})/σ_{0}^{\textrm{m}}|$,平行和垂直于磁化方向的磁振子电流电导率之间的相对差异约为5%,大多数测量设备显示$σ_{\perp}^{\textrm{m}}>σ_{\parallel}^{\textrm{m}}$。
2016-12-25 cond-mat.mes-hall
Dispersive read-out of ferromagnetic resonance for strongly coupled magnons and microwave photons
我们演示了微波腔中钇铁石榴石球铁磁共振的色散测量。共振时纵向磁化强度的降低被测量为耦合到球体的腔模式中的频移。这种测量是磁化动力学中固有的非线性的结果,表明磁振子腔量子电动力学实验的一个有前途的路线。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Curvature-induced parity loss and hybridization of magnons: Exploring the connection of flat and tubular magnetic shells
本文通过数值研究矩形波导卷曲成管状过程中磁振子谱的演化,揭示曲率诱导的宇称丧失源于交换作用的手性贡献,并导致原本正交的模式发生杂化,为曲线磁化动力学提供了新的理论见解。
2024-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light scattering by magnons in whispering gallery mode cavities
布里渊光散射是研究磁振子(磁体的元激发)的一种成熟技术。它的效率可以通过聚集光强度的空腔来提高。在这里,我们从理论上研究光子的非弹性散射的磁球,支持光学回音壁模式在一个平面上垂直于磁化。具有低角动量的磁振子在前向方向上散射光,在斯托克斯和反斯托克斯散射强度中具有明显的不对称性,这与早期的研究一致。具有大角动量的磁振子构成Damon-Bubach模式,被证明是非弹性反射光的。反射光谱包含斯托克斯峰或反斯托克斯峰,取决于磁化方向,这是一个可以用达蒙·埃什巴赫磁振子的手性解释的选择规则。可控制的能量转移可以用于通过光来管理磁体的热力学。
2017-06-13 cond-mat.mes-hall
Cavity magnomechanical coupling with coupled magnon modes in a synthetic antiferromagnet
本文理论上研究了三层合成反铁磁体中的声子-磁子耦合,发现磁化角反平行或正交时声学或光学磁子模式主导与腔声子的耦合,并预测了实验可检测的声子频移与线宽展宽,为实现强耦合及设计新控制协议提供了理论指导。
2023-10-24 cond-mat.mes-hall
Inductive magnon noise spectroscopy
本快报提出电感磁振子噪声谱学(iMNS)技术,通过共面波导方案和定量建模,实现了对铁磁薄膜热磁化涨落的宽带表征与平衡特性验证。
2024-04-26 cond-mat.mes-hall
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
Magnon Valve Effect Between Two Magnetic Insulators
自旋阀的关键物理学涉及在两个磁性层之间传播的自旋极化传导电子,使得器件电导由两个磁性层的相对磁化取向控制。在这里,我们报告的效果的磁振子阀,这是由两个铁磁绝缘体(YIG)分开的一个铁磁隔离层(Au)。当垂直于层施加热梯度时,由放置在磁振子阀顶部的Pt棒检测到的反向自旋霍尔电压输出取决于两个YIG层的磁化的相对取向,表明在一层处由自旋Seebeck效应引起的磁振子电流影响由Au分隔的另一层中的磁振子电流。我们解释了磁振子阀效应的角动量转换和传播之间的两个YIG层和Au层中的传导电子。磁振子阀比随温度的变化近似呈幂律关系,支持上述磁振子-电子自旋转换机制。这项工作开辟了一个新的一类阀门结构超出了传统的自旋阀。
2018-01-23 cond-mat.mes-hall
Thermalization of hot electrons via interfacial electron-magnon interaction
最近对超导体(S)或普通金属(N)与铁磁绝缘体(FI)接触的层状结构的研究表明,由于静态FI磁化,前者的性质如何受到磁邻近效应的强烈影响。在这里,我们表明,这种结构也可以表现出一种新的电子热化机制,由于电子与动态磁化的耦合,即,在FI中的磁振子。我们在这里研究了两个系统之间的热流,发现在薄膜中,由于界面电子-磁振子碰撞的热传导可以在低于一定的特征温度下支配众所周知的电子-声子耦合,该特征温度可以直接达到与当今的实验。我们还研究了磁振子带隙和诱导自旋分裂场在S中引起的热传导的作用,并表明热平衡实验可以以与典型磁振子光谱实验完全不同的方式揭示有关这些量的信息。
2019-07-01 cond-mat.mes-hall
Ellipticity effects on diffusive magnon spin and heat transport in easy-plane ferromagnets
Universidad de La Frontera(拉弗龙特拉大学);Universidad Tecnológica Metropolitana(大都会科技大学)
本文研究了易平面铁磁体中椭圆磁旋的扩散输运,通过推导磁旋色散关系和磁旋从Landau-Lifshitz-Gilbert方程出发,结合玻尔兹曼输运方程和扰动分析,得到了磁旋和热导率,揭示了椭圆性对磁旋输运系数的影响,并预测了磁旋热输运的增强效应。
2026-05-19 cond-mat.mes-hall
Long-wave magnons in a ferromagnetic film
本文提出了长波磁振子磁化强度谱和横向分布的渐近精确理论。它是基于线性化的Landau-Lifshitz方程在薄膜中的精确解析解。研究了横波参数和波矢的量子化。
2017-10-15 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
Spin Seebeck effect and magnon diffusion length in $\rm{\mathbf{Fe}}_{\mathbf{3}}\rm{\mathbf{O}}_{\mathbf{4}}$
磁振子扩散长度(MDL)的确定对于提高利用非金属磁体的基于自旋塞贝克效应(SSE)的器件的效率是重要的。我们提取的MDL在$50$和$300\,\rm{K}$在$\rm{Fe}_{3}\rm{O}_{4}$单晶的磁振子色散使用非弹性中子散射(INS)获得,并发现它们是相等的误差。然后,我们测量热通量归一化SSE响应和平面内磁化的$\rm{Fe}_{3}\rm{O}_{4}$薄膜和归一化的静态磁化贡献的SSE之前,确定MDLs从一个适合的厚度依赖性。我们发现用这种方法测得的MDLs比用INS测得的小,这可能是由于体材料和薄膜材料$\rm{Fe}_{3}\rm{O}_{4}$之间的磁振子传播的差异造成的。
2020-01-11 cond-mat.mes-hall
Topologically non-trivial magnon bands in artificial square spin ices subject to Dzyaloshinskii-Moriya interaction
表现出拓扑保护的边缘状态的系统是有趣的,无论是从一个基本的角度来看,以及潜在的应用程序,后者是因为没有反向散射和鲁棒性扰动。期望能够控制和操纵这样的边缘状态。在这里,我们表明,人工方冰可以将这两个功能:一个界面Dzyaloshinksii-Moriya引起拓扑非平凡的磁振子带,和自旋冰的平衡态是可重构的不同配置具有不同的磁振子色散和拓扑结构。拓扑结构被发现发展为奇对称体和边缘磁振子带彼此接近,使建设性的带反转发生在倒易空间。我们的研究结果表明,拓扑保护带支持在正方形自旋冰。
2017-08-25 cond-mat.mes-hall
Optical manipulation of a magnon-photon hybrid system
我们展示了一个全光学方法操纵的磁化强度在1毫米的钇铁石榴石(钇铁石榴石)球放置在一个$\sim0.17\,$ T均匀磁场。由多GHz红外激光源提供的频率梳的谐波被调谐到YIG球的拉莫尔频率以驱动磁化振荡,这反过来又产生用于彻底研究该现象的辐射场。利用微波腔中磁振子-光子强耦合机制,克服了在高频和高磁化材料存在下的辐射阻尼问题。我们的研究结果表明,通过偏振旋转和强度调制的入射激光束的光磁材料的磁化矢量的超快控制的有效技术。我们最终得到单晶YIG的二阶极化率值为$\sim10^{-7}$ cm $^2$ /MW。
2016-09-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-reciprocal light scattering by lattice of magnetic vortices
本文报道了二维正方晶格的三角形Co和CoFe纳米粒子的光学性质的实验研究。我们证明了在衍射最大值处散射光的强度依赖于粒子磁化的涡度,并且可以通过施加外部磁场来操纵。实验结果可以用唯象理论来理解。
2012-04-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin waves in thin films and magnonic crystals with Dzyaloshinskii-Moriya interactions
综述了超薄铁磁薄膜和手征磁振子晶体中的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用对自旋波行为的影响。在过去的十年中,它已被证明,无论是理论和实验,这种各向异性交换相互作用产生非互易功能的自旋波谱的磁系统,这种现象发生在体和界面Dzyaloshinskiii-Moriya耦合。最近,引入了手性磁振子晶体的概念,其中界面的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用是周期性的。这种周期性的影响包括额外的功能,如平带,间接的差距,和一个不寻常的自旋波演化。
2019-06-05 cond-mat.mes-hall
Nonlinear enhancement of coherent magnetization dynamics
针对磁体退相干失相时间短限制铁磁共振应用的问题,提出通过3-磁振子相互作用混合均匀Kittel模式与长寿命磁振子来增强其寿命与相干性,相关计算可解释实验并预测量子相干特征。
2023-12-15 cond-mat.mes-hall