Magnetic texture-induced thermal Hall effects
在非共线基态磁化的铁磁系统中,由于平衡磁织构的存在,磁激发会经历一个虚拟的磁场。在这里,我们研究如何这样的虚拟领域导致热霍尔效应在二维绝缘磁体中的磁织构是由自旋轨道相互作用。除了众所周知的几何织构对这种系统中的虚拟磁场的贡献外,自由能中的原始自旋轨道项也有同样重要的贡献。我们考虑了具有自旋-轨道相互作用的二维铁磁体相图中的不同可能基态:螺旋态和skyrmion晶格,发现热霍尔效应可以发生在某些畴壁和skyrmion晶格中.
2013-01-18 cond-mat.mes-hall
Observation of magnetization surface textures of the van der Waals antiferromagnet FePS3 by spin Hall magnetoresistance
范德华材料是研究二维系统包括磁有序的一个新平台。由于自旋的数量相对较小,因此测量磁化强度具有挑战性。在这里,我们报告自旋霍尔磁阻(SMR)到室温所造成的磁性范德瓦耳斯材料的剥离片的磁性表面纹理。对于反铁磁体FePS 3,在5 K下施加7 T的磁场时,SMR为0.1%,这意味着相对于共线反铁磁序,磁矩有很大的倾斜。即使对于沿Néel矢量的磁场,倾斜也是相当大的,这说明SMR检测范德华磁体中的磁性表面纹理的独特能力。
2022-01-31 cond-mat.mes-hall
Chiral channel network from magnetization textures in 2D MnBi2Te4
当原子厚度的范德瓦尔斯(vdW)磁体与磁性基底形成长周期莫尔条纹时,层间磁耦合对原子注册表的敏感依赖性会导致二维(2D)磁体中出现莫尔条纹定义的磁化织构。最近发现的二维磁性拓扑绝缘体,如MnBi2Te4导致有趣的可能性,探索这种磁化纹理的相互作用与拓扑表面状态,我们在这里探索与极小模型建立的二维MnBi2Te4。跨磁化畴壁的交换间隙的符号翻转在每个表面上产生单个间隙内手性通道。在周期性磁化织构中,畴壁处的手征自旋通道耦合形成网络,出现超晶格微带。我们发现,在磁化织构与封闭的畴壁几何形状,形成的超晶格迷你带是一个gapped狄拉克锥特征的轨道磁化从电流循环的手征通道的闭环,而在磁化织构与开放的畴壁几何形状,无间隙的迷你狄拉克锥被发现,而不是。微带布洛赫态具有自旋和局域电流密度的空间结构,这是自旋动量锁定的手征通道在畴壁的清晰表现。结果表明,一个新的平台,工程师的自旋和电流通过操纵的磁化域自旋电子器件。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall
What makes magnetic skyrmions different from magnetic bubbles ?
一块足够大的铁磁体通常不会被均匀磁化,而是会形成磁化织构。在薄膜中,这些织构可以是双周期的。这是众所周知的磁泡域和最近观察到的“skyrmion”磁化织构MnSi。在本文中,我们开发了一个理论的周期性磁化纹理,基于复杂的微积分来回答这个问题-这两个纹理之间是否有差异,即使它们似乎携带相同的拓扑缠绕数(或拓扑电荷)?我们发现,这种差异的存在,促进了不同的作用所发挥的磁化矢量的面内相位。我们分离的经典和量子的磁化纹理的功能,并强调磁各向异性的作用,有利于这些情况下。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall
Theory of Magnetic-Texture-Induced Anomalous Hall Effect on the Surface of Topological Insulators
反常的霍尔效应是由磁织构如skyrmions引起的。基于微扰方法,我们推导了三阶磁化下拓扑绝缘体表面霍尔电导率的解析公式$\boldsymbol{M}(\boldsymbol{x})$。我们确定的磁性纹理,有助于霍尔电导率高达三阶的磁化强度和二阶的空间微分。我们把磁化作为一个扰动来计算霍尔电导率为每个磁性织构的线性响应理论的基础上。此外,我们估计的Skyrmion诱导的霍尔电导率,并确认它依赖于Skyrmion的形状,如布洛赫型或Néel型Skyrmion。研究结果不仅适用于常规的Skyrmion系统,也适用于更一般的磁结构。
2021-04-29 cond-mat.mes-hall
Electric charging of magnetic textures on the surface of a topological insulator
三维拓扑绝缘体表现出二维Dirac方程描述的无隙表面模。我们研究了沉积在三维拓扑绝缘体上的铁磁薄膜中的磁织构,如畴壁和涡旋。结果表明,这些纹理可以带电,归因于邻近效应与狄拉克表面状态。我们导出了电荷和磁荷之间的一般关系。作为一个物理结果,我们讨论了畴壁运动驱动的一个外加电场,这保证磁器件具有高的热效率。
2010-10-15 cond-mat.mes-hall
Weak Localization in Systems with Chiral Spin Textures and Skyrmion Crystals
发展了含Skyrmions的二维手征自旋织构系统的干涉诱导电导率量子修正理论。研究了电子与自旋织构之间的交换相互作用对电子波弱局域化的影响。自旋退相速率被计算为自旋织构尺寸的函数。反常磁电阻被证明是由自旋织构的大小和磁化强度的空间分布。分析了平均磁化诱导自旋劈裂对弱局域化的影响。研究了Skyrmion晶体的弱反定域磁电阻效应。我们认为,分析的低场磁电阻作为一个独立的工具,手性自旋纹理的实验检测,特别是,skyrmions。
2019-03-06 cond-mat.mes-hall
Topological magnetic textures in magnetic topological insulators
内禀磁性拓扑绝缘体(TI)的表面具有与狄拉克电子交换耦合的磁矩。我们使用变分和精确对角化方法研究了由调整电子密度所产生的磁相位。在稀释的限制,我们发现,形成磁性skyrmion结合到电子导致skyrmion维格纳晶体相,而在较高的密度自旋螺旋伴随着手性一维电子通道形成。电子与纹理的结合提高了用静电门控操纵纹理的可能性。我们确定的相图捕捉竞争的内在自旋-自旋相互作用和载流子密度和评论可能的应用实验中的磁TI和自旋电子器件,如skyrmion为基础的存储器。
2021-06-09 cond-mat.mes-hall
Spin Coulomb drag by non-equilibrium magnetic textures
磁性材料的局域磁化强度和传导电子之间的相互作用是导致磁性材料中各种现象的原因。我们证明了在导电铁磁体中,由磁化动力学引起的自旋相关的动力导致了自旋库仑拖曳效应。自旋库仑拖曳是一种内在的摩擦机制,每当上自旋和下自旋电子的平均速度不同时,它就会起作用。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall
Spin-texture and magnetic anisotropy of Co adsorbed Bi$_2$Se$_3$ topological insulator surfaces
基于第一性原理方法,我们研究了嵌入拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$表面最上层Se网络中的Co吸附原子的磁各向异性和自旋织构.我们发现,形成能量稳定的磁矩垂直于表面平面,S $_z$。我们对Bi $_2$ Se $_3$表面的研究结果表明,不仅在无质量的表面狄拉克态中存在螺旋自旋织构,而且在价带内共振的表面态中也存在螺旋自旋织构.另一方面,当Co原子存在时,表面的离面磁性主要表现为自旋态S $_z$,而平面自旋分量S $_x$和S $_y$几乎被抑制.
2011-07-19 cond-mat.mes-hall
Tunable Magnetic Textures: From Majorana Bound States to Braiding
广泛用于存储信息的磁系统的通用控制也可以使得能够操纵马约拉纳边界状态(MBS)并实现容错量子信息处理。所提出的平台依赖于放置在磁性隧道结(MTJ)阵列旁边的二维电子气中的邻近诱导超导性。MTJ阵列中的磁化配置的变化产生可调谐的磁纹理,从而消除了MBS的几个典型要求:强自旋-轨道耦合、施加的磁场和一维结构的限制,这使得通过编织证明非阿贝尔统计变得复杂。最近的进展,在制造二维外延超导体/半导体异质结构和设计可调的磁性纹理支持这种新的平台的MBS的可行性。
2017-06-22 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric spin transfer in textured magnets
本文研究了磁织构存在下准一维磁线中的电荷和能量输运。能量流可以用类似于电荷电流的方式表示,从而产生新的能量电流感应自旋力矩。类似于电荷流,我们可以识别两种相互作用:由能流引起的磁序参量上的自旋转移矩和由Berry相规范场引起的能流。此外,我们唯象地引入了新的$β-$,如磁动力学和能量流之间的粘性耦合到LLG方程,它起源于磁序的自旋错误跟踪。我们的结论是,新的粘性项应该是重要的热诱导畴壁运动。我们研究了电荷和能量电流之间的相互作用,发现许多纹理运动对电荷电流的影响可以复制相对于能量电流。例如,移动纹理可以导致能量流,其是在充电电流的情况下的电动势的模拟。我们建议通过磁织构动力学实现冷却效应。
2009-06-06 cond-mat.mes-hall
Comment on: Weak Anisotropy and Disorder Dependence of the In-Plane Magnetoresistance in High-Mobility (100) Si Inversion Layers
高迁移率(100)Si反型层中面内磁电阻的弱各向异性和无序依赖性
2002-03-13 cond-mat.mes-hall
Nonlocal spin torques in Rashba quantum wires with steep magnetic textures
我们提供了一个通用的程序来计算电流引起的自旋转移力矩,它作用于一般陡峭的磁性织构由于交换相互作用与所施加的自旋极化电流。作为一个例子,我们考虑一维铁磁量子线,也包括Rashba自旋轨道相互作用。自旋转移力矩通常在空间上变得非局部。同样,Rashba自旋轨道相互作用诱导了空间非局域场的非平衡自旋转移矩。我们还发现了一个空间变化的nonadiabaticity参数和显着不同的畴壁动力学非常陡峭的纹理相比,宽畴壁。
2015-11-23 cond-mat.mes-hall
Planar magnetic texture on the surface of a topological insulator
研究了耦合到拓扑绝缘体Dirac表面态的绝缘磁性薄膜中的平面磁织构。结果表明,缠绕数为$w=\pm1$的径向涡旋导致了Dirac态的禁闭,并发现了对二维氢原子薛定谔方程的精确映射,在均匀的面外磁场中,完全自旋极化的零能束缚态类似于Dirac电子的零朗道能级.有趣的是,当杂化系统与$s$波超导体近耦合时,Abrikosov涡旋处Majorana零模的存在仅取决于磁交换耦合和对强度的相对大小.最后,我们简要讨论了这种磁纹理的物理实现。
2021-10-27 cond-mat.mes-hall
A light induced metastable magnetic texture uncovered by in-situ Lorentz microscopy
磁拓扑缺陷,包括涡旋和Skyrmions,可以通过调节内禀磁相互作用和杂散场几何形状稳定为平衡结构。在这里,采用快速淬火条件下,我们报告的观察光诱导的亚稳磁织构,它由一个密集的纳米级网络的涡旋和反涡旋,并表现出玻璃般的性能。我们的研究结果突出了光驱动磁系统中复杂有序机制的出现,开辟了利用超快远离平衡弛豫过程的新途径。
2016-09-13 cond-mat.mes-hall
Cavity Optomechanics of Topological Spin Textures in Magnetic Insulators
拓扑磁结构的集体动力学可以被认为是一个在磁钉扎势中运动的大质量粒子。我们证明了在腔谐振器内,这种有效的机械系统可以通过磁光逆法拉第效应和Cotton-Mouton效应感受到腔光子的电磁辐射压力。我们估计的两个自旋纹理-布洛赫域壁和手征磁孤子晶格的光机耦合的有效参数的值。孤子晶格具有磁手性,因此在圆偏振光中,它表现得像一个手性粒子,其光机械耦合的符号由光的螺旋性和晶格的手性决定。最有趣的是,我们发现了一个水平吸引制度的孤子晶格,这是可调的通过施加磁场。
2019-01-01 cond-mat.mes-hall
Magnetoelastic Coupling-Driven Chiral Spin Textures: A Skyrmion-Antiskyrmion-Like Array
本文从理论上证明,在无Dzyaloshinskii-Moriya相互作用时,足够强的磁弹耦合可使二维铁磁系统自发形成斯格明子-反斯格明子类手性自旋阵列,揭示了手性织构形成的新机制。
2025-09-19 cond-mat.mes-hall
Even Integer Quantum Hall Effect in Materials with Hidden Spin Texture
本文揭示了中心对称二维材料中隐藏的Rashba自旋轨道耦合通过层间杂化抑制自旋劈裂,导致仅出现偶数整数平台的量子霍尔效应,打破反演对称性则恢复普通量子霍尔流体。
2024-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thick Permalloy films for the imaging of spin texture dynamics in perpendicularly magnetized systems
我们表明,厚坡莫合金薄膜表现出弱的生长诱导的垂直磁各向异性,可以作为一个理想的测试系统的拓扑平凡和非平凡的磁状态,从一个孤立的磁skyrmion更复杂的n $π$自旋配置的回转动力学的调查。
2018-07-27 cond-mat.mes-hall
Bilinear magneto-electric resistance as a probe of three-dimensional spin texture in topological surface states
三维拓扑绝缘体的表面态表现出自旋动量锁定现象,电子自旋的方向由其动量决定。探测这些态的自旋织构对于拓扑绝缘体器件的实现具有重要意义,但目前可用的主要技术是自旋和角度分辨光电子能谱。在这里,我们揭示了自旋织构和一种新的磁阻之间的密切联系,这取决于电流相对于磁场以及晶轴的相对取向,并与所施加的电场和磁场呈线性关系。这种双线性磁-电阻可以通过简单的输运测量来映射拓扑表面态的自旋织构。对于一个典型的Bi 2Se 3单层,我们可以映射的自旋纹理的平面内和平面外的组件-后者所产生的六边形翘曲。理论计算表明,双线性磁电阻是由非平衡自旋电流在外加磁场作用下转变为电荷电流而产生的。
2017-06-29 cond-mat.mes-hall
Spin-accumulation induced magnetic texture in a metal-insulator bilayer
我们考虑了正常金属中的自旋积累对相邻磁绝缘体中的磁静力学和磁动力学的影响。特别是,我们专注于自旋积累和磁绝缘体的易磁化轴之间的任意角度。基于Landau-Lifshitz-Gilbert现象学和磁电子电路理论,我们发现磁织构扭曲成一种稳定的结构,这种结构被证明是由虚的或图像的畴壁结构描述的,即,铁磁体外的畴壁。我们表明,即使当自旋积累是垂直于各向异性轴,磁织构发展的一个组件平行于足够大的自旋偏置的自旋积累。这种平行分量的出现引起自旋霍尔磁电阻和非局域磁振子输运的阈值行为。该阈值可用于设计可在没有外部磁场的情况下操作的新型自旋电子器件和磁振子器件。
2020-03-06 cond-mat.mes-hall
Numerical Calculation of the Hopf Index for 3D Magnetic Textures
本文针对三维磁结构的关键拓扑描述符Hopf指数,提出并比较了多种数值计算方法,提供了实现方案,分析了其准确性与计算效率,并解决了常见陷阱以提升技术鲁棒性。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall
Spin Seebeck effect and thermoelectric phenomena in superconducting hybrids with magnetic textures or spin-orbit coupling
我们从理论上考虑了自旋塞贝克效应,电荷塞贝克系数,热电优值系数的超导混合结构,包括无论是磁性纹理或内在的自旋轨道耦合。我们证明,所有这些量的大幅度可获得约瑟夫森为基础的系统,无论是零或一个小的外部施加的磁场。这提供了一种替代的热电效应产生的高场($\sim 1$ T)超导混合系统,这是最近的实验证明。研究的系统包含织构铁磁体,自旋活性界面,或自旋轨道耦合。我们提出了一个框架,用于计算系统的自旋和电荷的线性热电响应时,应用温度和电压梯度的准经典理论的基础上,允许任意自旋相关的纹理和字段被方便地纳入。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Comparison of stable spin textures in in-plane vs. out-of-plane magnetized exchange-biased multilayers
本文对比了面内与面外磁化交换偏置系统中两类稳定自旋织构的形成、结构与稳定性起源,明确了其异同与各自的物理机制。
2024-02-12 cond-mat.mes-hall
Spin Torque on Magnetic Textures Coupled to the Surface of a Three-Dimensional Topological Insulator
本文从理论上研究了具有空间变化磁化强度的铁磁薄层中的自旋力矩和磁化强度的动态变化。FM层沉积在拓扑绝缘体(TI)的表面上。在电子自旋沿磁化方向绝热弛豫的极限下,交换相互作用与TI的类Rashba表面织构之间的相互作用产生拓扑规范场.在规范场和外加电流的作用下,自旋力矩随电流的方向而变化。我们推导出了相应的有效各向异性场,从而修正的Landau-Lifshitz-Gilbert方程,它描述了自旋力矩和磁化动力学。此外,我们研究了典型的磁纹理,如畴壁,skyrmion,和涡旋配置的有效字段。的估计强度的有效字段是典型的FM材料的开关领域,因此可以显着影响FM层的动态。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall
Noncollinear antiferromagnetic textures driven high harmonic generation from magnetic dynamics in the absence of spin-orbit coupling
我们证明了产生高阶谐波的载波泵浦旋进铁磁或反铁磁订单,通过磁共振激发,在拓扑反铁磁纹理的存在下。这导致载流子动力学的数量级的增强。有趣的是,生成过程发生在一个内在的方式,并完全由s-d交换耦合的非共线反铁磁秩序和动态的s-d交换参数的磁驱动之间的相互作用。因此,相对论自旋轨道相互作用是不需要的泵电流中的高次谐波的出现。因此,非共线拓扑反铁磁序被提出作为自旋轨道相互作用的替代,以利用高谐波发射在载流子泵浦的目的。我们的建议开创了一个诱人的前景,在超快自旋电子学的高度活跃的领域的背景下,利用拓扑磁纹理。
2022-08-10 cond-mat.mes-hall
Spin textures and spin-wave excitations in doped Dirac-Weyl semimetals
我们研究了三维狄拉克半金属中局域自旋的相关性和磁性织构。通过对费米子自由度积分,建立了磁矩的有效场论。自旋关联显示出很强的各向异性,起源于狄拉克电子的自旋动量锁定,除了传统的海森堡类铁磁关联。各向异性自旋相关允许拓扑非平凡的磁激发纹理,如瞬态刺猬状态,以及铁磁基态。铁磁外尔半金属中的自旋波色散也变得各向异性,垂直于磁化方向的色散较小。
2015-11-26 cond-mat.mes-hall
Unconventional magnetisation texture in graphene / cobalt hybrids
利用自旋极化低能电子显微镜研究了石墨烯/铱(111)界面处插入的钴薄膜的磁畴结构和自旋相关反射率测量。我们发现石墨烯覆盖的钴薄膜具有令人惊讶的磁性。磁畴的矢量成像揭示了一个不寻常的逐渐的厚度依赖性自旋重取向过渡,其中磁化旋转从膜平面外的面内方向小于10 $^\circ$每钴单层。在此过渡期间,钴膜具有曲折的自旋纹理,其特征在于复杂的三维波浪形磁化图案。此外,光谱测量表明,未占据态的电子能带结构基本上是自旋无关的,已经比真空能级高出几个电子伏特。这些性质与原始钴膜的性质截然不同,可能会在表面磁性方面开辟新的前景。
2015-08-26 cond-mat.mes-hall
Cavity optomagnonics with magnetic textures: coupling a magnetic vortex to light
光磁系统,其中光相干耦合到磁有序固体中的集体激发,由于其在纳米尺度上的量子信息处理平台的潜力,目前受到高度关注。到目前为止,在实验和理论水平上的努力都集中在具有均匀磁背景的系统上。然而,光磁学的一个独特功能是将光耦合到磁纹理顶部的自旋激发的可能性。本文提出了一个具有非均匀磁基态的腔-光磁系统,即磁微盘中的涡旋。特别是,我们研究了光学回音壁模式之间的耦合,磁振子模式定位在涡旋。我们表明,光磁耦合具有丰富的空间结构,它可以通过外部施加的磁场调谐。我们的研究结果预测的协同性在最大光子密度的顺序$\mathcal{C}\approx10^{-2}$通过适当的工程这些结构。
2018-12-08 cond-mat.mes-hall
Effect of magnetic field on a magnetic topological insulator film with structural inversion asymmetry
研究了磁场对具有结构反转不对称性的双磁性拓扑绝缘体薄膜的影响。我们介绍了相图,解析计算了朗道能级谱,并在Landauer-Büttiker公式中模拟了输运行为。量子反常霍尔相位将在增加的磁场中幸存。由于朗道能级的两个自旋极化零模,在结构反转对称性的保护下,磁场可以诱导出类似于量子自旋霍尔效应的非平凡相位。一些奇异的纵向和霍尔电阻平台的分数值也被发现在一个六端霍尔酒吧,由于反转能带和朗道能级之间的耦合所产生的。
2016-05-12 cond-mat.mes-hall
Spin structures of textured and isotropic Nd-Fe-B-based nanocomposites: Evidence for correlated crystallographic and spin texture
University of Luxembourg(卢森堡大学);ABB Corporate Research Center(ABB企业研究中心);Luxembourg Institute of Science and Technology(卢森堡科学与技术研究所);Alba Synchrotron(阿尔巴同步辐射中心);Paul Scherrer Institute(保罗谢尔研究所)
本研究通过磁小角中子散射等技术对比织构化与各向同性Nd₂Fe₁₄B/α-Fe纳米复合材料的磁微结构,发现织构样品颗粒内存在纳米尺度非均匀磁化区,且晶体织构与自旋织构可能存在关联。
2016-09-12 cond-mat.mes-hall
Interplay of magnetic textures with spin-orbit coupled substrates
本研究探讨了薄膜中磁性织构与衬底的自旋轨道耦合(SOC)相互作用,发现两者对SOC的贡献并非简单相加,通过自旋电子学规范理论、局部电流计算和全局输运分析予以证实,并讨论了其对skyrmionics和拓扑超导性的影响。
2025-05-19 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Effect-driven Spin Torque in Magnetic Texture
从理论上研究了磁织构中自旋霍尔效应存在时的电流感生自旋力矩和磁化动力学。电荷电流的局部偏离产生形式为(1-β{ \bf M})x[({ \bf u}_0+α_H{ \bf u}_0x \bf M})\cdot{\bm \nabla} ]{ \bf M}的电流感生自旋力矩,其中{ \bf u}_0是注入电流的方向,α_H是霍尔角,β是由于自旋弛豫引起的非绝热性参数。由于α H和β可以具有相当的数量级,我们表明,这个扭矩可以显着修改横向和涡壁的电流诱导动力学。
2011-10-16 cond-mat.mes-hall
Intrinsic torques emerging from anomalous velocity in magnetic textures
在强自旋轨道耦合下,电子的动量空间拓扑结构有助于施加在磁织构上的电致转矩,而对无序或热涨落不敏感。我们提出了一个直接的连接带拓扑结构和扭矩通过分类的扭矩现象。除了固有的反常霍尔效应外,转矩也从电子的反常速度中固有地产生,而与非平衡传输电流无关。我们特别指出的内在贡献所产生的专门在磁性纹理,我们称之为“拓扑霍尔扭矩(THT)。“THT出现在没有任何界面或表面结构的大块晶体中。我们用数值方法证明了THT的增强与传统的自旋转移扭矩在大块金属铁磁体,占巨大的铁磁SrRuO3中测得的电流感应扭矩相比。
2022-01-05 cond-mat.mes-hall
Novel Collective Excitation in Spin Textured Edges of Quantum Hall Systems
本文研究了填充因子为1的二维电子气在有磁场存在时边缘的电磁性质。自旋织构边缘的存在被证明是塞曼耦合和约束势的光滑性的函数。我们还计算了自旋织构相的低能激发。我们得到,除了经典的边缘磁等离子体在小波矢量,有一个几乎无色散的激发,在零波矢量的能量有限的差距。这种激发与自旋织构边缘相的对称性破缺有关。
1997-02-27 cond-mat.mes-hall
Quantum fluctuations stabilize Skyrmion textures
在这里,我们表明,与非共线自旋织构的量子自旋涨落相关的零点能量产生类卡西米尔磁场。我们研究这些Casimir领域的拓扑保护的非共线自旋纹理称为skyrmions的效果。我们计算零点能量,在自旋波展开的最低阶,在海森堡模型与Dzyalonshinkii-Moriya相互作用选择,使经典的基态显示skyrmion纹理,消失后,应用足够强的磁场。我们的计算表明,Casimir磁场贡献了总塞曼能量的10%,所需删除的skyrmion纹理与外加场,从而是一个可观察到的效果。
2015-02-06 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
Unraveling Nanostructured Spin Textures in Bulk Magnets
磁性的关键挑战之一仍然是确定厚样品(如永磁铁)体积内的纳米级磁化分布。由于中子的大穿透深度,磁小角中子散射(SANS)是一种强大的技术来表征散装样品。磁性SANS的主要挑战是从互易散射数据中获取真实空间磁化矢量场。在这封信中,介绍了一种快速迭代算法,它允许人们从散射图案中提取潜在的二维磁关联函数。这种方法在这里被用来分析的磁性微结构的Nanoperm,纳米晶合金,这是广泛应用于电力电子,由于其非凡的软磁性能。结果表明,计算得到的关联函数清晰地反映了三维磁化矢量场在探测器平面上的投影,表明所采用的方法可用于直接探测纳米级大体积样品的自旋织构。
2020-07-31 cond-mat.mes-hall
Signatures of higher order skyrmionic textures revealed by magnetic force microscopy
本研究利用高分辨率MFM在室温Co/Ni多层膜中可视化高阶斯格明子与反斯格明子,并经微磁模拟验证其特征衬度。
2025-01-08 cond-mat.mes-hall
Energy storage in magnetic textures driven by vorticity flow
一个实验上可行的能量存储的概念制定的基础上涡(流体)动力学内的易平面绝缘磁体。自由能,与磁绕组纹理,建立在一个圆形的易平面磁结构,通过在径向方向上注入涡量流。后者是通过电诱导自旋转移扭矩来实现的,该扭矩将能量与涡流通量成比例地泵入磁系统。当温度远低于居里温度时,由于通过相位滑移的弛豫过程被指数抑制,所以具有有限绕组数的所得磁亚稳态可以保持很长时间。我们建议通过其对射频响应中的有效电感的贡献来表征能量加载机制下的涡电流相互作用。我们的提议可能为自然驱动自旋电子电路和非传统的基于磁体的神经形态网络开辟一条途径。
2020-03-26 cond-mat.mes-hall
Textured heterogeneity in square artificial spin ice
我们报告的证据自发形成的异质网络的超畴在二维正方形人工自旋冰纳米结构在外部施加的磁场。磁不均匀性是局部无序的,但在较长的长度尺度上具有锯齿形纹理。共振相干软X射线散射离开这样的纹理引起布拉格峰中的独特的内部结构。我们的结果表明,宏观磁织构是由狄拉克弦的微观结构导出的。
2017-11-01 cond-mat.mes-hall
Magnetic proximity effect at Bi$_2$Se$_3$/EuS interface with broken inversion symmetry
利用密度泛函理论(DFT)和低能有效模型研究了Bi $_2$ Se $_3$ /EuS界面对拓扑绝缘体(TI)Dirac表面态的磁邻近效应.我们考虑一个薄的铁磁绝缘体EuS膜堆叠在Bi $_2$ Se $_3$(111)三层或五层五重层(QL)的板的顶部,EuS的磁化垂直于界面($z$轴),这打破了时间反转和反转对称性。结果表明,电荷转移和表面弛豫使狄拉克锥电子掺杂。对于3和5个量子点,顶面狄拉克锥的能隙为9 meV,而底面狄拉克锥保持无隙。这是由于EuS薄膜的短程感生磁矩引起的。对于5个量子阱,在底表面狄拉克点的正下方形成了一个能隙为2 meV的额外狄拉克锥,而对于3个量子阱,没有额外的狄拉克锥。我们还研究了自旋轨道纹理的狄拉克表面态与破坏反转对称性,使用DFT和有效的模型。我们发现,$p_z$轨道耦合到自旋矩的$z$分量,其符号与$p_x$和$p_y$轨道相反。$p_z$和径向$p$轨道以与切向$p$轨道相反的旋向性耦合到面内自旋织构。从有效模型得到的结果与我们的DFT计算一致。计算的自旋轨道织构可以从自旋极化角分辨光电子能谱测试。
2014-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Skew scattering and side jump of spin wave across magnetic texture
自旋波和磁织构是磁系统中的两种基本激发,它们之间的相互作用导致了丰富的磁现象。通过用自旋波和磁织构各自的集体坐标描述它们,我们发现它们作为经典粒子在相互电磁场中相互作用。基于这个统一的集体坐标模型,我们发现自旋波通过磁织构时,既可能发生斜散射,也可能发生侧跳。斜散射与织构的磁拓扑结构相关,而侧跳与织构的总磁化强度相关。通过研究自旋波穿过拓扑磁Skyrmion和拓扑平凡磁泡的轨迹,我们分别说明了斜散射和边跳的概念。
2020-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic texture based magnonics
铁磁体、亚铁磁体和反铁磁体中的自发磁序源于各种磁相互作用。根据海森堡交换相互作用、Dzyaloshinskiii-Moriya交换相互作用、磁偶极相互作用和晶体各向异性之间的相互作用和竞争,可以稳定多种磁性织构,例如磁畴壁、涡旋、Skyrmions和螺旋螺旋结构。虽然这些自旋织构中的每一个都以特定的方式以特征共振频率响应外力,但它们也与磁振子相互作用,磁振子是磁序的基本集体激发,其可以在磁性材料中传播而不受电荷传输的影响,因此具有低能量耗散。最近的理论和实验发现,自旋波和磁纹理之间的相互作用是特别有趣和丰富的物理。本文主要介绍和讨论了磁振子在磁织构背景下的理论框架,以及磁振子在磁织构中的操控实验研究进展。磁织构的灵活性和可重构性进行了讨论,在信息处理方案的基础上的磁振子的应用潜力。
2020-10-19 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Meron Spin Textures in Momentum Space
揭示了光子晶体平板中动量空间中的重子和反重子自旋织构。动量空间中的这些自旋纹理以前在电子或光子系统中都没有被注意到。破坏蜂窝状光子晶体的反转对称性会使布里渊区的角部处的狄拉克锥产生间隙。带隙附近的光子带的自旋织构呈现出一种重子或反重子。与电子系统不同,光子模式的自旋纹理直接表现在泄漏辐射的偏振中,因为狄拉克点可以在光线上方。自旋纹理提供了一种直接的方法来可视化局部Berry曲率。我们的工作突出了利用光子结构探索拓扑自旋纹理的重要机会,具有潜在的应用前景,可以通过拓扑鲁棒的方式来操纵光的偏振和其他模态特性。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin wave vortex as topological probe of magnetic texture
本文证明自旋波在拓扑非平凡磁织构上传播时普遍形成涡旋,其卷绕数与磁织构拓扑密度相关,可用于反向构建磁化分布并揭示磁振子拓扑霍尔角的普适关系。
2024-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-electric coupling in a two-dimensional ballistic Josephson junction with in-plane magnetic texture
我们研究了自旋织构桥的约瑟夫森结,当Rashba和Zeeman相互作用结合在一起时,超导电流和正常区域的面内磁织构之间产生磁电耦合.特别是,我们毫不含糊地获得所谓的异常电流相位关系$j=j_{c}\sinφ+j_{a}\cosφ$在二维弹道约瑟夫森结接近异质结的临界温度,当一个异常电流$j_{a}\neq0$存在,即使在零相位差的超导体之间,是负责的结的磁和电的自由度之间的耦合。这种反常磁电流是由于传播模的手征性和面内磁织构的各向异性共同作用的结果。
2014-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chiral and Topological Orbital Magnetism of Spin Textures
使用半经典的格林函数形式主义,我们发现出现的手性和拓扑轨道磁性在二维手性自旋纹理明确找到的轨道磁化的修正,成比例的纹理的梯度的权力。我们表明,在自旋轨道耦合的情况下,由此产生的轨道力矩可以理解为电子响应与实空间Berry曲率的新兴磁场。通过参考Rashba模型,我们证明了通过调整表面系统的参数,在自旋纹理中涌现的轨道磁性的工程可以为轨道电子学中的新概念铺平道路。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hydrodynamic theory of coupled current and magnetization dynamics in spin-textured ferromagnets
发展了金属铁磁体中共线自旋流与磁化动力学耦合的流体力学理论。集体自旋密度通过U(1)Berry相规范场耦合到自旋电流,该规范场由磁化的局部织构和动力学确定。我们确定唯象的耗散修正的运动方程的电子电流,其中包括一个耗散的自旋动力学所产生的磁化动力学和磁纹理相关的电阻率张量。磁性织构上的相互耗散、绝热自旋力矩遵循Onsager原理。我们调查的热涨落的影响,发现电子动力学有助于非本地吉尔伯特阻尼张量的Landau-Lifshitz-Gilbert方程的磁化强度。几个简单的例子,包括磁涡旋,螺旋,螺旋,详细分析,以证明一般原则。
2009-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological spin textures in chiral magnets on the honeycomb lattice with magnetic fields
拓扑自旋织构,如skyrmions,具有显着的自旋电子学应用的潜力。本文的主要目的是进一步研究具有磁场的离散晶格上的拓扑自旋织构。本文利用蒙特卡罗模拟研究了蜂窝晶格上具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用、键依赖各向异性和易轴各向异性的经典旋转海森堡模型.我们主要研究有磁场的相图,特别是只存在场的非平凡相。结果表明,在磁场诱导下,出现了无公度Skyrmion超晶格,包括Skyrmion-bimeron混合态、铁磁星、涡旋和z-涡旋超晶格。从自旋组态、结构因子、拓扑荷和矢量手征等方面系统地分析了这些拓扑自旋织构的结构。我们希望我们的研究结果能对拓扑相的实验鉴定有所帮助。
2022-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of Nonlinear Hall Effect Induced by Electric Field and Temperature Gradient in 3D Chiral Magnetic Textures
本文提出三维手性磁结构中电场与温度梯度叉积驱动的非线性手性热电霍尔效应理论,揭示其产生条件及与磁单极子密度的正比关系,为自旋电子学和量子输运提供新见解。
2024-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Theory of Optical Spin Texture in Chiral Tellurium Lattice
针对手性碲中织构化光学波难以理解的问题,研究构建了自旋分辨深微观光学能带结构,揭示其光学旋光性源于晶格扭转及光学自旋织构,为手性晶体光物质相互作用提供微观基础。
2025-09-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
QED with magnetic textures
光子和不同物质激发(如量子比特,声表面波或自旋)之间的相干交换允许光和物质的纠缠,并为执行基础量子物理学提供了工具箱。最重要的是,相干交换是大多数量子信息处理器的基本组成部分。在这项工作中,我们开发的理论之间的耦合磁纹理(涡旋和skyrmions)稳定在铁磁纳米盘和光子产生的电路。特别是,我们展示了如何通过传输线发送光子并记录传输来执行磁纹理的宽带光谱。我们还讨论了达到这些纹理激发和一个单光子驻留在一个腔之间的强耦合制度的可能性。
2019-07-04 cond-mat.mes-hall quant-ph