Probing quantum thermalization of a disordered dipolar spin ensemble with discrete time-crystalline order
通过离散时间晶体有序的稳定性研究了受驱动偶极多体量子系统的热化动力学。使用周期性驱动金刚石中的电子自旋杂质，我们实现了不同类型的自旋之间的相互作用，并通过实验证明，无序，驱动和相互作用的相互作用导致几个定性不同的热化制度。对于短的驱动周期，所观察到的动态很好地描述了一个有效的哈密顿量，它敏感地依赖于相互作用的细节。对于较长的驱动周期，系统变得容易与驱动场进行能量交换，并最终进入通用热化状态，其中动态可以通过相互作用引起的单个自旋的退相来描述。我们的分析揭示了长程伊辛和其他偶极自旋模型的热化之间的重要差异。
2018-06-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Non-Uniform Hysteresis in Small Clusters of Magnetic Nanoparticles
利用第一性原理计算和动力学蒙特卡罗模拟，我们研究了k磁性纳米颗粒（MNP）或k-聚体微团簇中的局部和平均磁滞现象。我们还分析了局部偶极场作为外部磁场的函数作用于组成纳米颗粒的变化。偶极相互作用促进了这种团簇的链状排列。无论团簇的大小，局部滞后响应强烈依赖于相应的偶极场作用于纳米粒子。在小的k聚体中，作为纳米颗粒位置的函数，局部滞后有很大的变化。另一方面，除了边界处的MNP之外，对于较大的k聚体，局部滞后更均匀。在超顺磁性纳米颗粒和弱偶极相互作用的情况下，局部磁滞回线面积Ai是最小的，并且弱地依赖于k聚体尺寸。而对于铁磁核，即使对于弱相互作用的MNP，Ai也相当大。发现Ai的值与作用在纳米颗粒上的偶极场成正比。偶极相互作用和k-mer尺寸也增强了磁性和剩磁。Ai总是随着杂波大小和偶极相互作用强度而增加。类似地，平均滞后回线面积A也强烈地依赖于k-链节尺寸、颗粒尺寸和偶极相互作用强度。A和Ai总是随着k-链节尺寸和偶极相互作用强度的增加而增加。有趣的是，当k>=20时，A的值饱和，并且无论颗粒大小如何，都存在相当大的偶极相互作用。我们相信，目前的工作将有助于理解的复杂作用，偶极相互作用的滞后和组织结构的MNP和它们的使用在药物输送和热疗应用。
2021-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dipolar-coupled moment correlations in clusters of magnetic nanoparticles
在这里，我们调查的性质之间的时刻耦合10纳米的DMSA涂层的磁性纳米粒子，在胶体分散体和粉末形式。单个铁氧化物核由> 95%的磁赤铁矿组成并聚集成簇。在室温下，根据穆斯堡尔和磁化测量，系综表现为超顺磁体，然而，在低温下有明显的偶极相互作用迹象。在超顺磁制度的温度依赖性的交流磁化率数据的分析表明，偶极耦合的磁关系的核心内的集群的趋势。为了解决粒子磁矩之间的方向相关性，我们进行了极化小角中子散射，并确定了在低磁场在300 K的粉末的磁性自旋翻转截面。我们提取的磁化矢量场的一个间接的傅立叶变换的横截面的基本对距离分布函数，这表明最近的邻居的时刻之间的正相关和负相关性，与明确主导下一个最近的时刻的关系。这些趋势证实了这种核心集群的蒙特卡罗模拟。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall
Layer Axial Phonons and Dipolar Thermal Response in Centrosymmetric Thin Films
S. N. Bose National Centre for Basic Sciences（S.N. 玻色基础科学国家中心）
该研究通过第一性原理计算，发现中心对称层状材料可承载隐藏层分辨声子AM，能产生可应变调控的热响应，为轴向声子及多极声子热响应研究提供了新平台。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic dipolar ordering and relaxation in the high-spin molecular cluster compound Mn6
迄今为止，很少有磁性系统显示出向纯偶极磁序转变的例子，单分子磁体可以提供一个有趣的例子。分子团簇的自旋以及它们的偶极相互作用能可以相当高，从而导致合理地可达到的有序温度，只要晶场各向异性足够小。对于对称性足够高的分子团簇，如这里研究的Mn 6化合物，可以满足这个条件。磁比热和磁化率实验表明，在T_{c} = 0.16 K时，样品发生了向铁磁偶极序的转变.经典的蒙特卡罗计算确实预测了铁磁有序性，并解释了T_{c}的正确值。在强磁场中，我们探测到^{55}Mn核对比热的贡献，以及核弛豫的特征时标。这与直接从脉冲NMR实验获得的结果进行了比较。的数据是在良好的相互协议，可以很好地描述的理论磁弛豫在高度极化的顺磁晶体和动态核极化，我们广泛的审查。这些实验与最近研究的各向异性单分子磁体Mn 12-ac的核自旋动力学进行了有趣的比较。
2006-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Deflagration with quantum and dipolar effects in a model of a molecular magnet
磁爆燃中的热效应与分子磁体中偶极-偶极相互作用控制的共振自旋隧穿效应相结合，导致了在偶极窗口中隧穿共振附近爆燃速度的增加。
2010-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Mesoscopic dipolar quantum crystals
用计算机模拟方法研究了由30个极性分子组成的二维介观简谐约束组装体的基态。随着束缚阱强度的增加，团簇从超流演化为超固体，再演化为绝缘晶体。对于强约束，可以基于经典能量学来预测晶体结构。然而，特定数量的颗粒的簇（即，N=12和N=19）显示出{ \it非经典晶体结构}，通过量子效应稳定，在中等范围的限制强度。在这些情况下，在有限的温度下观察到量子和经典的晶体配置的共存。
2013-06-05 cond-mat.mes-hall
Quantum Decoherence of the Central Spin in a Sparse System of Dipolar Coupled Spins
在核磁共振和电子自旋共振的背景下，中心自旋退相干问题已经研究了50多年。直到最近，理论模型采用唯象随机描述浴引起的噪声。在过去的几年里，集团展开方法提供了一个微观的，量子理论来研究光谱扩散的中心自旋。这些方法已被证明是非常准确和有效的核诱导的电子自旋退相干的问题，其中超精细相互作用与中心电子自旋强得多的偶极之间的核相互作用。我们对正则标度不变的全偶极自旋系统的中心自旋退相干进行了深入的研究。我们展示了如何集群的方法可能会适应这个问题，其中中央和浴自旋相互作用的强度相当。我们广泛的数值工作表明，即使简单的微扰参数开始崩溃，适当修改的团簇理论对于这个问题也是收敛的。通过治疗集群中存在的能量失谐由于周围环境的长程（对角）偶极相互作用，并仔细平均的影响，在不同的自旋状态，我们发现，非平凡的自旋之间的触发器动态成为有效地本地化的无序的自旋的能量分裂。该定位效应允许在相同种类的自旋的偶极耦合浴中的自旋回波信号的鲁棒计算，同时考虑不超过6个自旋的集群。我们将这些微观计算结果与现有的随机模型联系起来。此外，我们提出了一系列相关问题的候选固态量子比特的兴趣，包括施主和量子点在硅以及氮空位中心在金刚石的计算。
2012-08-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Force acting on a cluster of magnetic nanoparticles in a gradient field: a Langevin dynamics study
采用朗之万动力学方法，数值研究了等梯度弱磁场中刚性球形单畴纳米颗粒团簇的磁泳力。纳米颗粒随机且均匀地分布在簇体积内。它们通过长程偶极-偶极相互作用相互作用。模拟结果表明，如果在集群中的颗粒的总量保持不变，由于集群内部产生的退磁场的力随着纳米颗粒浓度的增加而减小。数值获得的力值具有很高的精度，可以描述的修改后的平均场论，这是以前成功地用于描述各种偶极介质。在此理论范围内，推导出一个新的表达式，它与纳米粒子的浓度和偶极耦合参数的集群的磁泳迁移率。该表达式表明，如果团簇中的粒子数是固定的，迁移率是浓度的非单调函数。最佳的浓度值，最大化的流动性为一个给定的量的磁相和一个给定的偶极耦合参数被确定。
2018-11-19 cond-mat.mes-hall
Dipolar interaction and demagnetizing effects in magnetic nanoparticle dispersions: introducing the Mean Field Interacting Superparamagnet Model (MFISP Model)
一个模型的目的是分析相互作用的超顺磁体。模型是建立在磁偶极相互作用和退磁平均场的概念。给出了有效退磁因子的表达式，可用于分析纳米粒子的非均匀空间分布。该表达式是与样品和簇形状相关联的退磁因子的函数，以及近邻纳米颗粒之间和簇之间的平均距离的函数，分别相对于这两种类型的对象中的每一种的特征尺寸。它解释了磁偶极相互作用的影响，如观察到的表观纳米粒子磁矩小于真实的。它示出，通过执行一组最小的实验测定，模型应用程序允许检索的内在属性，如磁矩和磁化率在没有相互作用。它还允许估计平均粒子间和团簇间的相对距离，以及与团簇形状相关的退磁因子。每个纳米粒子的磁偶极能量的表达式也来自。通过对文献报道结果和原始结果的分析，进行了模型试验。它们对应于分散在PEGDA-600聚合物和PVA铁凝胶中的磁铁矿颗粒。实验结果表明，当沿主方向测量棱柱形样品时，会出现不同的磁响应。从分析中检索到的内在性质和结构信息，与FESEM图像获得的信息非常一致。在所研究的样品中，发现纳米颗粒在几乎随机取向的簇中彼此紧密接触。团簇间平均相对距离在2.2和7.5之间变化，这取决于颗粒的体积分数。
2015-08-05 cond-mat.mes-hall
Kinetic pathways to the magnetic charge crystal in artificial dipolar spin ice
我们在实验上研究了热激活的人工可果美自旋冰中的磁阻挫效应。从顺磁状态开始，系统被冷却到组成材料的居里温度以下。由此产生的磁性配置表明，我们的阵列被局部带入所谓的自旋冰2相，预测在平衡蒙特卡罗模拟和其特征在于嵌入在一个无序的可果美自旋晶格的磁荷晶体。然而，通过在更大范围内研究我们的阵列，我们发现了一个明确的信号，一个不平衡的物理。将我们的研究结果与数值模拟进行比较，我们解释了我们的热化过程中的动力学途径，系统冷却后，驱动阵列进入退化的低能量流形，否则很难访问的效率。
2014-12-16 cond-mat.mes-hall
Magnetic Relaxation in Two Dimensional Assembly of Dipolar Interacting Nanoparticles
使用两个能级近似的能量势垒，我们进行了广泛的动力学蒙特卡罗模拟探测的弛豫特性在一个二维（$L^{}_x\times L^{}_y$）阵列的磁性纳米粒子作为偶极相互作用强度$h^{}_d$，纵横比$A^{}_r=L^{}_y/L^{}_x$，和温度$T$的函数。在弱偶极相互作用（$h^{}_d\approx0$）和相当高的温度下，磁弛豫遵循Néel Brown模型。有趣的是，足够强度的偶极相互作用被发现在正方形排列的MNP（$A^{}_r=1.0$）中诱导反铁磁耦合，导致与$h^{}_d$的磁弛豫的紧固。甚至在$A^{}_r<100$高于特定偶极相互作用强度$h^{\star}_d$的情况下，也存在弛豫的快速增加，这用$A^{}_r$得到增强。值得注意的是，对于高度各向异性的系统，如线性链的MNP，$h^{}_d$的磁弛豫有减慢。这是因为在这种情况下，偶极相互作用诱发铁磁相互作用。热涨落对弛豫特性也有很大的影响。在弱偶极极限的情况下，由于热涨落的增强，$T$的磁化强度迅速弛豫。磁弛豫的偶极相互作用和纵横比的影响也清楚地表明在Néel弛豫时间$τ^{}_N$的变化。在强偶极相互作用（$h^{}_d>0.3$）和$A^{}_r=1.0$存在下，对于给定温度，$τ^{}_N$随$h^{}_d$降低。另一方面，对于巨大的$A^{}_r$ $(>100)$，使用$h^{}_d$的$τ^{}_N…
2021-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Trimer superfluidity of antiparallel dipolar excitons in a bilayer heterostructure
Racah Institute of Physics, The Hebrew University of Jerusalem（拉卡物理研究所，耶路撒冷希伯来大学）；The Fritz Haber Research Center for Molecular Dynamics, The Hebrew University of Jerusalem（弗里茨·哈伯分子动力学研究中心，耶路撒冷希伯来大学）
研究双层反平行偶极激子在特定密度比下的相图，通过量子蒙特卡罗模拟发现其能形成三聚体并在低温低密度下凝聚成超流相，还研究了相变及热转变，探讨了用过渡金属二卤化物异质结构的实验实现。
2026-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
The structure of clusters formed by Stockmayer supracolloidal magnetic polymers
不像Stockmayer流体，证明经历冷却的气-液转变，没有任何额外的中心吸引力的偶极硬或软球系统到目前为止还没有被证明有一个临界点。相反，在后者中，人们观察到不同的自组装场景。将偶极软球交联成类超胶体磁性聚合物结构（SMP）改变了自组装行为。此外，聚集在系统的SMP强烈地依赖于组成拓扑结构。对于Y形和X形SMP，在偶极硬球形成链的相同条件下，观察到形成非常大的松散凝胶状簇[Journal of Molecular Liquids，271，631（2018）]。在这项工作中，使用分子动力学模拟，我们研究了自组装在悬浮液中的四个拓扑结构不同的SMP-链，环，X和Y -单体通过Stockmayer势相互作用。正如预期的那样，在所有情况下，如果引入中心各向同性吸引力，则由SMPs形成紧凑的水滴状团簇，然而，它们的形状和内部结构取决于SMPs拓扑结构。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Assembly-mediated Interplay of Dipolar Interactions and Surface Spin Disorder in Colloidal Maghemite Nanoclusters
通过基于高温多元醇的途径促进单晶、胶体磁赤铁矿纳米颗粒的受控组装。结构表征表明，在水介质中具有高结晶度的50和86 nm直径（D）的尺寸可调的纳米团簇由$\sim$ 13 nm（d）晶体取向的纳米颗粒组成。针对从单个胶体纳米颗粒（$ϕ$ = 0.47）到簇（$ϕ$ = 0.72）的无机磁性相的增加的体积分数$ϕ$检查相互作用效应。后者的冷冻液体分散体在300 K下表现出弱的亚铁磁行为。比较穆斯堡尔光谱研究表明，团簇内的相互作用发挥作用。一个新的见解出现从集群温度依赖的交流磁化率，显示两个最大值在$χ$“（T），具有很强的频率色散。标度律分析以及所观察到的记忆效应表明，在T $_{B}$ $\sim$ 160-200 K时，超自旋玻璃态进入，而在较低温度下，表面自旋玻璃冻结在T $_{f}$ $\sim$ 40- 70 K。在这样的纳米粒子组装系统中，随着$ϕ$的增加，蒙特卡罗模拟证实了粒子间偶极相互作用和组成纳米粒子表面自旋无序在新兴的自旋玻璃动力学中的作用。
2013-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fibrillar templates and soft phases in systems with short-range dipolar and long-range interactions
我们分析了具有短程偶极吸引力和长程排斥力的粒子的热涨落。在颗粒密度不均匀的区域，或“软相”，出现了只有在非常高的温度下才被破坏的非均匀图案。这些细丝充当相关渗流的波动模板，其中低能激发可以通过局部重排穿过稳定图案。在中间温度下，动态平均棋盘状态出现。我们讨论了铜酸盐超导和相关材料的可能影响。
2003-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Multi-GMR sensors controlled by additive dipolar coupling
多个巨磁电阻（multi-GMR）堆叠的垂直封装是一种非常有趣的局部磁传感器测量的降噪策略，迄今为止还没有实验报告。在这里，我们已经制造了多GMR传感器（多达12次）保持良好的GMR比，线性度和低粗糙度。从磁输运测量中，已经观察到两种不同的电阻响应，其中交叉约5个GMR重复：阶梯状（N<5）和线性（N>5）的行为，分别。借助微磁学模拟，我们详细分析了两种主要的磁性机制：粗糙度传播引起的Neel耦合分布和N自由层间的附加偶极耦合。此外，我们已经相关的偶极耦合机制，由GMR（N）和横向尺寸（宽度）的数量控制，传感器的性能（灵敏度，噪声和检测）与分析理论很好地吻合。在两种状态（低频1/f和热噪声）下，多GMR中的噪声大致降低为1/ \sqrt{N}。灵敏度甚至更强地降低，在强偶极状态（窄装置）中缩放为1/N，而在弱偶极状态（宽装置）中收敛到恒定值。非常有趣的是，它们在高电压下比单个GMR更鲁棒地抵抗不期望的RTN噪声，并且线性度可以向大得多的磁场范围扩展，而不需要处理GMR比的大小和减小。最后，我们已经确定了最佳的条件，多GMR表现出较低的磁场探测比单GMR：宽的设备在热制度，可以施加更高的电压，而不会产生显着的磁噪声。
2019-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Collective depinning of dipolar skyrmion chains: thermal and athermal rounding of an elastic polymer in a quenched landscape
Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）；University of Manitoba（曼尼托巴大学）
本研究通过数值模拟揭示偶极斯格明子链在淬火无序中的集体脱钉行为，发现阈值与链长无关且为孤立斯格明子的三分之一，并阐明热与非热圆化机制，对链式信息载体器件有指导意义。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
AC susceptibility as a tool to probe the dipolar interaction in magnetic nanoparticles
已知偶极相互作用实质上影响磁性纳米颗粒的性质。当颗粒保持在流体悬浮液中或包装在纳米载体内时，这是特别重要的。除了其通常的长程性质，在这些情况下，偶极相互作用也可以诱导形成粒子簇，从而强烈地改变它们的磁各向异性。在本文中，我们将展示如何交流磁化率可用于获得重要的信息，在样品中的偶极相互作用的影响。我们开发了一个模型，其中包括两个方面的偶极相互作用，并可以直接拟合的磁化率数据。通常的长程性质的相互作用是使用平均场的解决方案来实现的，而粒子-粒子聚集使用各向异性常数的分布来建模。然后将该模型应用于在不同浓度下研究的两个样本。一种由分散在油中的球形磁铁矿纳米颗粒组成，另一种由嵌在PLGA纳米球上的立方体磁铁矿纳米颗粒组成。我们还介绍了一种简单的技术来访问的偶极相互作用在一个给定的样品中的重要性，根据不同的驱动频率的交流磁化率峰的高度。我们的研究结果有助于说明偶极相互作用在大多数纳米颗粒样品中的重要作用。
2016-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Creating and Deleting a Single Dipolar Skyrmion by Surface Spin Twists
Anhui University（安徽大学）；Hefei Normal University（合肥师范学院）；High Magnetic Field Laboratory, HFIPS, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心）；Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）
通过表面自旋扭转变换实现单个双极性Skyrmion的确定性创建与删除，为Skyrmionic设备中的可靠单比特操作提供新方法。
2025-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The dipolar Aleppo lattice: Ground state ordering and ergodic dynamics in the absence of vertex frustration
本文提出无顶点阻挫的阿勒颇自旋冰几何结构，通过同步辐射光电子显微镜观测证实其基态有序且无遍历性破缺，表明顶点阻挫是遍历性转变的关键条件。
2025-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
