Dynamic imaging of an antiferromagnetic domain wall via quantum-impurity relaxometry
虽然自旋纹理的材料表现出零净磁化，如反铁磁畴壁（DW），最近吸引了很大的兴趣，由于其对外部磁噪声的鲁棒性，通过传统的磁力检测它们的通用检测仍然是一个具有挑战性的任务。在这里，我们提出了量子弛豫作为一种新的路线，通过探测集体自旋模式所蕴含的自旋纹理图像。我们调查的Goldstone模式主办的反铁磁畴壁和评估与他们相互作用的量子自旋传感器的弛豫率。我们表明，这种模式可以通过弛豫检测在一些常见的反铁磁体。此外，基于对称性的考虑，我们提出了一个简单的协议来探测每个模式的个体动态。
2018-07-13 cond-mat.mes-hall
Tailoring Elastic Scattering of Relativistic Antiferromagnetic Domain Walls for Collision-based Computing
基于孤子的计算依赖于它们独特的传输能量和从正面碰撞中完整出现的特性。磁畴壁通常被称为孤立子，而不考虑需要上述散射性质的严格数学定义。在这里，我们证明了一个技术相关的Mn $_2$ Au材料的例子上的反铁磁畴壁的自旋轨道扭矩诱导动力学的弹性和非弹性散射的条件。我们表明，即使畴壁具有相反的绕组数可以经历弹性散射，我们提出了相应的相图作为自旋轨道场强度和持续时间的函数。弹性碰撞需要最小的畴壁速度，我们解释假设一个吸引力的潜力所产生的畴壁对。相反，当畴壁以较低的速度运动时，它们的碰撞是非弹性的，并导致分散的呼吸器。我们的研究结果将是重要的发展孤子为基础的计算使用反铁磁自旋电子学，我们讨论了这些观点，我们的建议，如何创建非和异或门。
2022-12-06 cond-mat.mes-hall
Emergent impedance due to antiferromagnetic domain wall dynamics
Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University（东北大学前沿交叉科学研究院）；Research Institute of Electrical Communication, Tohoku University（东北大学电气通信研究所）；Department of Physics, Nagoya University（名古屋大学物理学系）；Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子能研究开发机构先进科学研究中心）
研究反铁磁材料中由域壁动力学引起的新兴阻抗，通过分析域壁的运动和磁化方向变化，揭示了两种动态模式对新兴阻抗的不同贡献，并探讨了其在反铁磁电子传输中的应用前景。
2026-05-16 cond-mat.mes-hall
Theory of spin motive force in one-dimentional antiferromagnetic domain wall
本文提出了反铁磁体中自旋动力的理论。我们考虑一维反铁磁畴壁与传导电子通过交换相互作用强耦合。我们进行幺正变换，局部旋转传导电子的自旋坐标系，使得量子化轴在局域自旋的方向上。通过数值求解含时Schr $ö$ dinger方程，我们清楚地证明了自旋动力作用于传导电子，从自旋电子学的基本现象来看，反铁磁体和铁磁体是没有区别的.
2015-02-13 cond-mat.mes-hall
Cross effect of magnetic field and charge current on antiferromagnetic dynamics
从理论上研究了磁场和电荷电流对反铁磁畴壁动力学的交叉效应。由于反铁磁材料通常对外部磁场很不敏感，因此最近已经显示出电荷电流作为操纵反铁磁体的替代和有效的方式。我们发现了一个新的作用的磁场在反铁磁动力学中出现时，它是与充电电流相结合，演示了畴壁运动的存在下，字段和电流。我们发现，空间变化的磁场可以改变电流驱动的磁畴壁速度，这取决于磁畴壁结构和磁场梯度的方向。我们的结果提出了一个新的概念，场控制的电流驱动的反铁磁动力学。
2017-04-15 cond-mat.mes-hall
Spin texture motion in antiferromagnetic and ferromagnetic nanowires
提出了一维系统中电流和磁场驱动下铁磁和反铁磁畴壁动力学的哈密顿动力学形式。为了证明这种形式主义的力量，我们推导出汉密尔顿运动方程通过泊松括号的基础上的朗道-Lifshitz-吉尔伯特现象，并通过能量的演变添加耗散动力学。我们用这种方法来研究电流引起的畴壁运动和计算漂移速度。对于反铁磁的情况下，我们表明，一个非零的磁矩诱导的磁畴壁，这表明一个额外的应用程序的磁场会影响反铁磁畴壁动力学。我们考虑了磁场平行于和横向于N{é}el场的两种情况。基于这种形式主义，我们预测的反铁磁畴壁的取向开关机制，可以用最近发现的N{é}el自旋轨道扭矩进行测试。
2017-02-21 cond-mat.mes-hall
Topological properties of domain walls in antiferromagnetic topological insulators
本文探索了反铁磁拓扑绝缘体中磁畴壁的拓扑性质，构建了两种紧束缚模型，发现磁畴壁可作为非平庸拓扑的来源，在体态和铁磁表面中生成并操控无能隙态。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall
Numerical Computation of Spin-Transfer Torques for Antiferromagnetic Domain walls
基于紧束缚模型中的线性响应理论，我们数值计算了反铁磁畴壁的电流诱导自旋转移力矩。我们发现，与铁磁畴壁运动不同，绝热自旋力矩对反铁磁畴壁运动的贡献可以忽略不计，这与以前的理论是一致的。因此，非绝热自旋转移力矩是反铁磁畴壁运动的主要驱动力矩。此外，非绝热自旋转移扭矩的较窄的反铁磁畴壁的增加更迅速比铁磁畴壁，这是由于反铁磁畴壁的增强的自旋错误跟踪过程。
2020-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chirality tunneling in mesoscopic antiferromagnetic domain walls
考虑了弱各向异性双子晶格反铁磁体准一维样品（线或条）中的畴壁，估计了两个不同手征畴壁态之间隧穿的几率.对于自旋为半整数S的磁性原子，由奇数个链N组成的系统，拓扑效应禁止隧穿。外部磁场对Berry相产生额外的贡献，导致在任何涉及奇数和偶数N的混合物的实验设置中出现两种不同的隧道分裂，并且在周期与1/N成比例的隧穿速率的振荡场依赖性中。
1998-03-24 cond-mat.mes-hall
Mass-energy equivalence for terahertz magnon excitation in antiferromagnetic domain walls
狭义相对论是现代物理学中最重要的成就之一，它预言了时间膨胀、运动物体的尺寸收缩和质能等效等。最近的研究表明，反铁磁畴壁（DW）的尺寸收缩。在这里，我们显示的质量和能量的等价性，通过数值研究的太赫兹（THz）磁振子从移动AFM DW下的磁各向异性能量梯度的激发。磁振子的能量来自DW质量的损失，伴随DW宽度的加宽，克服了洛伦兹收缩效应。我们的结果铺平了道路，研究相对论物理在AFM纹理和有效地产生太赫兹磁振子的电手段。
2021-11-10 cond-mat.mes-hall
Layer Zero-Line Modes in Antiferromagnetic Topological Insulators
最近，在反铁磁拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$中实验观察到了磁畴壁，我们发现沿着畴壁出现了拓扑零线模（ZLM）。在这里，我们从理论上证明，这些ZLM是层依赖于MnBi $_2$ Te $_4$多层膜。对于具有面外铁磁性的畴壁，我们发现ZLM均匀地分布在奇数层中。当畴壁具有面内磁化时，由于面内镜像对称破缺，ZLM也可以存在于偶数层中。此外，随着层厚度的增加，导电通道主要分布在最外层中。我们的研究结果奠定了一个战略，在操纵ZLM，也可以用来区分相应的磁结构。
2022-07-20 cond-mat.mes-hall
Topological surfaces of domain wall-decorated antiferromagnetic topological insulator MnBi$_{2n}$Te$_{3n+1}$
反铁磁拓扑绝缘体具有受反幺正$S$对称性保护的拓扑间隙表面态，该对称性被不可避免的畴壁破坏。具有畴壁的反铁磁拓扑绝缘体在其拓扑表面上是否是无隙的和金属的仍有待阐明。我们发现，一个单一的非统计指标表征的磁有序畴壁装饰的反铁磁拓扑绝缘体，称为伊辛矩，确定拓扑表面间隙，它可以是零，即使当$S$对称性明显被打破。在热力学极限下，当磁涨落有界时，拓扑表面态趋于无隙。在这种情况下，表面转移矩阵的李雅普诺夫指数揭示了由于从正交对称类到手征正交对称类的交叉而导致的在零能量附近的表面离域转变。对表面态的光谱和输运测量将揭示过渡的临界行为，这反过来又与反铁磁畴壁的性质有关。
2022-01-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Magnetically switchable spin wave retarder with $90^\circ$ antiferromagnetic domain wall
极化是自旋波的一个固有自由度，它表示自旋波相对于背景磁化的进动方向。利用磁织构控制自旋波的极化是可重编程极化磁子学的基础和不可缺少的。在这里，我们表明，由于固有的立方各向异性，一个$90^\circ$反铁磁畴壁自然作为自旋波延迟器（波片）。此外，对于$90^\circ$畴壁对通过在均匀反铁磁线中引入第二畴而形成，可以通过简单地切换中间畴的方向来翻转阻滞效应的符号。
2021-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of domain walls motion driven by spin-orbit torque in antiferromagnets
本文基于微磁学框架研究反铁磁体中自旋轨道矩驱动的畴壁运动，推导出畴壁宽度和速度的解析表达式，并发现边缘连续成核是限制反铁磁赛道存储器最大电流的关键机制。
2024-01-23 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall nanooscillator based on an antiferromagnetic domain wall
提出一种基于易轴反铁磁体畴壁的高频自旋霍尔纳米振荡器，利用自旋电流激发 Néel 矢量锥形进动，实现可调至 THz 且阈值电流趋零的稳健交流输出。
2021-12-07 cond-mat.mes-hall
Antiferromagnetic Domain Wall Engineering in Chromium Films
我们利用沉积在铬膜上的薄铁帽层的磁阻挫效应设计了一个反铁磁畴壁。通过光刻和湿法蚀刻，我们选择性地去除Fe帽层的区域，以在Cr膜上形成图案化的铁磁掩模。局部去除Fe去除了Cr膜的用户定义区域中的磁阻挫。我们目前的X射线显微衍射结果证实了90°自旋密度波传播畴壁的Cr的形成。该畴壁在由Fe掩模限定的边界处成核。
2012-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Microwave fields driven domain wall motions in antiferromagnetic nanowires
本文采用基于经典海森堡自旋模型的数值计算方法，研究了微波场驱动下反铁磁性纳米线中反铁磁性畴壁的运动。我们发现，一个适当的组合的静态磁场加上振荡场垂直于纳米线轴是足够的驱动畴壁沿纳米线的轴向磁各向异性的传播。更重要的是，在谐振频率下的漂移速度与由温度梯度引起的漂移速度相当，这表明微波场可以是一个非常有前途的工具来控制反铁磁纳米结构中的畴壁运动。此外，还详细讨论了谐振频率和漂移速度与静态场和振荡场、轴向各向异性和阻尼常数的关系。这项工作为反铁磁纳米结构的自旋动力学研究提供了有用的信息。
2018-01-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Generation of electric current and electromotive force by an antiferromagnetic domain wall
本研究通过Keldysh形式论计算了反铁磁畴壁在自旋轨道耦合金属中产生的电流和电动势，发现布洛赫畴壁产生垂直电流，奈尔畴壁产生电位，且效应在费米能接近范霍夫奇点时增强，对反铁磁动态磁纹理的电学检测与控制有重要意义。
2023-11-14 cond-mat.mes-hall
Antiferromagnetic domain wall motion driven by polarized spin waves
磁畴壁的控制对于基于磁性的存储器和逻辑应用是必不可少的。自旋波作为磁序的基元激发，可以像传导电流一样移动磁畴壁。铁磁自旋波只能是右旋圆极化的。相反，反铁磁自旋波具有完整的极化自由度，包括左圆极化和右圆极化，以及所有可能的线性或椭圆极化。在这里，我们表明，由于Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，自旋波驱动的反铁磁体畴壁运动强烈依赖于注入的自旋波的线性偏振方向。通过简单地调节自旋波的偏振方向来控制畴壁运动，为基于畴壁的信息处理器件提供了新的设计原理。
2017-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast depinning of domain wall in notched antiferromagnetic nanostructures
反铁磁畴壁的钉扎与脱钉扎是反铁磁自旋电子学的核心问题。在这项工作中，我们从理论上研究了Néel型畴壁钉扎和反铁磁（AFM）纳米带中的缺口脱钉扎。推导了退钉场随切口尺寸和本征物理参数的变化规律，并进行了数值计算。结果表明，退钉扎场与阻尼常数有显著的相关性，弱阻尼区畴壁位置随时间的振荡有利于畴壁的退钉扎，随着阻尼常数的增大，退钉扎场逐渐增大直至饱和.采用考虑畴壁内部动力学的一维模型对模拟结果进行了较好的解释。结果表明，AFM畴壁的脱钉机制不同于铁磁畴壁，脱钉速度通常比后者快三个数量级，表明AFM系统的超快动力学。
2019-05-07 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Theory of staggered damping-like spin-orbit torque on synthetic antiferromagnetic domain walls
Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University（东北大学前沿跨学科研究院）；Research Institute of Electrical Communication, Tohoku University（东北大学电气通信研究所）；Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学材料科学研究所）；Center for Science and Innovation in Spintronics, Tohoku University（东北大学自旋电子学科学与创新中心）；International Center for Synchrotron Radiation Innovation Smart, Tohoku University（东北大学同步辐射创新智能国际中心）
该研究提出合成反铁磁体中交错阻尼类自旋轨道矩的理论，推导出畴壁速度的闭合形式，并预测符号反转与标度律，为实验提供直接目标。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall
Thermally induced spin torque and domain wall motion in superconductor/antiferromagnetic insulator bilayers
我们从理论上研究了由相邻自旋分裂超导层中热产生的自旋电流引起的反铁磁绝缘层中的畴壁运动。一个未补偿的反铁磁界面使两个关键因素的机制-自旋分裂的超导体和吸收的自旋电流的反铁磁。用准经典理论和反铁磁体的Landau-Lifshitz-Gilbert描述处理超导体，我们发现畴壁沿热梯度以相对较大的速度$\sim 100$ m/s传播。我们的建议利用自旋分裂超导体的巨大的热响应，在实现大的自旋扭矩驱动畴壁和反铁磁体的其他自旋纹理。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Large exchange-dominated domain wall velocities in antiferromagnetically coupled nanowires
磁性纳米线支持场和电流驱动的畴壁运动的信息存储和处理的新方法的设想。其实际应用的一个主要障碍是畴壁速度，这是传统上有限的，由于沃克击穿时发生的强迫场或电流达到临界阈值。我们通过数值和分析模型表明，沃克击穿极限可以扩展或完全消除反铁磁耦合的磁性纳米线。这些耦合的纳米线允许通过场和/或电流经由自旋转移扭矩驱动的巨畴壁速度，与传统的纳米线相比。
2014-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale mechanics of antiferromagnetic domain walls
反铁磁体为未来的自旋电子学器件提供了巨大的希望，其中反铁磁有序被用来编码信息。反铁磁畴壁（DW）-具有不同序参量取向的畴之间的界面-的控制和理解是推进这种反铁磁自旋电子学技术的关键因素。然而，个别反铁磁DW的内在力学的研究仍然难以捉摸，因为它们需要足够纯的材料和合适的实验方法来解决DW的纳米级。在这里，我们成核隔离，180° DW在单晶Cr $_2$ O $_3$，一个原型共线磁电反铁磁体，并研究它们的相互作用与样品上制造的地形特征。我们证明DW操纵通过所产生的，工程能源景观，并表明所观察到的相互作用是由DW的弹性性能。我们的研究结果推进反铁磁DW力学的理解，并提出了一种新的，拓扑定义的存储器架构的基础上反铁磁DW。
2020-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultralow-loss domain wall motion driven by magnetocrystalline anisotropy gradient in antiferromagnetic nanowire
寻找控制反铁磁畴壁的新方法是反铁磁自旋电子器件工作的重要问题之一。本文从理论上研究了AFM纳米线畴壁在外加电场产生的轴向各向异性梯度驱动下的运动，从而实现了AFM畴壁运动的电控制，并具有极低的能量损耗。基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程，利用能量耗散定理，模拟了畴壁速度随各向异性梯度大小和材料本征性质的变化。结果表明，在小梯度下，畴壁的运动速度接近恒定，而在大梯度下，由于畴壁宽度的增大，畴壁的运动速度加快。畴壁迁移率与晶格尺寸和畴壁类型无关，但Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用增强了畴壁迁移率。此外，原子力显微镜壁动力学比铁磁壁动力学快得多的物理机制进行了定性解释。这项工作揭示了一个有前途的策略，用于控制AFM畴壁，有利于未来的AFM自旋电子应用。
2019-09-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Giant localised spin-Peltier effect due to ultrafast domainwalls motion in antiferromagnetic metals
自旋热电现象近年来引起了人们的广泛关注，例如磁振子自旋电流产生的自旋珀耳帖效应（SPE）热。在这里，我们发现自旋珀耳帖效应也表现为伴随着快速移动的磁织构的热波。高速和极强的磁激发定位对于能量从自旋自由度到电子和晶格的有效转移至关重要。虽然满足这两个条件在铁磁体中受到严格的限制，但我们发现，反铁磁体中的畴壁可以克服这些限制，因为它们具有潜在的微迁移率和源于相对论收缩的超小宽度。为了说明我们的发现，我们表明，电流驱动的反铁磁金属Mn 2 Au的畴壁运动可以携带一个局部热波的最大幅度高达1 K。由于畴壁是很好地局部化的纳米级磁性物体，因此这是纳米级加热传感和功能的潜力。
2019-03-19 cond-mat.mes-hall
Dynamics of noncollinear antiferromagnetic textures driven by spin current injection
我们提出了一个理论形式主义，以解决动力学的纹理，noncolliear反铁磁体自旋电流注入。我们推导出正弦戈登型反铁磁体，这是适用于技术上重要的反铁磁体，如Mn 3 Ir和Mn 3Sn的运动方程，并使这些材料的畴壁动力学的分析方法。利用自旋霍尔效应，在电流密度约为10^11 A/m^2的条件下，我们得到了Mn 3 Ir中畴壁速度的表达式。
2019-01-17 cond-mat.mes-hall
Controllable dispersion of domain wall movement in antiferromagnetic thin films at finite temperatures
在随机热涨落的存在下，研究了反铁磁纳米带中90 $^{\circ }$畴壁在电流诱导自旋轨道矩驱动下的动力学行为.基于驱动力和耗散过程之间的能量平衡，建立了以畴壁速度表示的孤子型运动方程。在确定性条件下与微磁模拟的比较表明，在瞬态和稳态运输良好的协议。当随机热波动的影响，包括通过随机处理，结果清楚地表明，在畴壁位置的分散可以通过定制的强度和持续时间的驱动电流介导的反铁磁体中的自旋轨道扭矩的电控制。更具体地，畴壁移动的概率分布函数的标准偏差可以被广泛地调谐，同时保持平均位置不受影响。这种不寻常的功能的潜在应用包括概率计算，如贝叶斯学习。
2019-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Staggering antiferromagnetic domain wall velocity in a staggered spin-orbit field
我们证明了通过类场Néel自旋轨道力矩驱动反铁磁畴壁高速运动的可能性。这样的力矩来自于电流感应的局部场，这些场在反铁磁体的每个子晶格上交替其方向，并且其方向主要取决于电流方向，从而赋予它们类场特性。通过这种机制可以实现的磁畴壁速度是两个数量级以上的铁磁体。这是由于交错自旋轨道场耦合到序参量的效率以及反铁磁织构动力学中的交换增强现象导致了低畴壁有效质量和不存在Walker击穿极限。此外，由于其性质，交错自旋轨道场可以提升共线反铁磁体中两个180 $^\circ$旋转状态之间的简并度，并提供可以移动这些壁并控制状态切换的力。
2016-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bidirectional spin-wave-driven domain wall motion in antiferromagnetically coupled ferrimagnets
我们从理论和数值上研究了圆极化自旋波诱导的亚铁磁畴壁动力学。我们发现畴壁运动的方向既取决于自旋波的圆极化，也取决于亚铁磁体净自旋密度的符号。在角动量补偿点以下，左（右）圆极化自旋波将畴壁推向（远离）自旋波源。另一方面，在角动量补偿点以上，畴壁运动的方向相反。这种双向运动起源于自旋波引起的磁振子扭矩的符号取决于圆极化和畴壁对磁振子扭矩的后续响应由净自旋密度决定的事实。我们的发现提供了一种利用自旋波作为双向畴壁运动的通用驱动力的方法。
2019-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Entangling Distant Spin qubits via a Magnetic Domain Wall
基于固态自旋量子比特的量子网络的可扩展性受到自然自旋-自旋相互作用范围短的阻碍。在这里，我们提出了一个方案，通过反铁磁畴壁（DW）的软模纠缠遥远的自旋量子比特。作为自旋量子比特，我们关注的是放置在绝缘反铁磁薄膜附近的量子杂质（QI）。DW所包含的低能量模式嵌入在反铁磁体中，其固有的自旋波动力学具有可以超过THz范围的间隙。通过设置QI的频率和温度以及在体间隙内，我们专注于QI和两个软模之间的偶极相互作用本地化在DW。一个是与DW位置的横向位移相关联的弦状模式，而另一个的动力学，对应于Neel序参量的平面旋转，构成自旋超流体。通过选择QI不耦合到弦模式的几何形状，我们使用外部磁场来控制自旋超流体的间隙和它产生的量子比特-量子比特耦合。我们认为，一个可调的微米范围内的量子比特之间的相干耦合可以建立使用常见的反铁磁材料。
2018-09-20 cond-mat.mes-hall
Thermal magnetoresistance from magnon scattering from a domain wall in an antiferromagnetic insulator
本文理论研究了反铁磁绝缘体中畴壁在磁场作用下对磁振子热输运的调控，发现磁场解除磁振子模式简并并与畴壁反射共同导致热磁阻，提出畴壁可作为磁振子热流的可控元件。
2024-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Defect-driven antiferromagnetic domain walls in CuMnAs films
对反铁磁畴和畴壁的有效操纵为超快、高密度自旋电子器件的研究开辟了新的途径。AF域结构是已知的磁致弹性效应敏感，但晶体缺陷，应变和磁有序的微观相互作用仍然在很大程度上未知。在这里，我们发现，使用光电子显微镜结合扫描X射线衍射成像和微磁模拟，AF域结构在CuMnAs薄膜是占主导地位的纳米级结构的孪晶缺陷。我们证明，microtwin缺陷，它开发的整个厚度的膜和终止在表面上的特征线，确定的位置和方向的180度和90度的畴壁。结果强调了纳米级晶体缺陷在确定AF域和域壁中的关键作用，并提供了优化器件性能的途径。
2021-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin pumping by a moving domain wall at the interface of an antiferromagnetic insulator and a two-dimensional metal
本文用 Keldysh Green 函数研究 AFMI/二维金属界面运动畴壁的二阶自旋泵浦，揭示其受自旋弛豫、Fermi 面嵌套及扩散分布影响。
2024-01-28 cond-mat.mes-hall
Spin-transfer torques for domain walls in antiferromagnetically coupled ferrimagnets
反铁磁材料是下一代自旋电子学应用的杰出候选者，因为它们的超快自旋动力学使得实现比传统铁磁材料高几个数量级的速度器件成为可能。虽然自旋转移矩（STT）是电控制自旋的关键，成功地证明了在铁磁自旋电子学，STT在反铁磁体的实验理解仍然缺乏，尽管一些相关的理论研究2 -5。在这里，我们报告的实验结果STT对反铁磁耦合亚铁磁体畴壁（DW）运动的影响。我们发现，非绝热STT的行为就像一个交错的磁场，因此可以有效地驱动DW。此外，发现STT的非绝热性参数β明显大于Gilbert阻尼参数α，这不仅挑战了我们对基于铁磁体的非绝热STT的传统理解，而且导致了快速电流诱导的反铁磁DW运动.我们的研究将导致进一步积极探索STT的反铁磁自旋纹理的基础物理的自旋-电荷相互作用，以及有效的反铁磁器件的电控制。
2019-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Intrinsic Magnetization of Antiferromagnetic Textures
反铁磁体（AFM）在序参量空间变化时表现出内禀磁化。这种内在的自旋甚至在平衡时也存在，并且可以解释为均匀AFM扭曲成具有有限自旋的状态。因为磁矩直接耦合到外部磁场，所以在这种影响下，内禀磁化可以改变反铁磁织构的动力学。从离散海森堡模型出发，推导了原子力显微镜在交换近似下自由能的连续极限，明确地重新推导出反铁磁序参量的空间变化与内禀磁化强度密度有关.我们计算了畴壁的磁化分布，并讨论了内禀磁化对外力的反应。我们得出结论，无论是分析和数值计算，空间不均匀的磁场可以移动和控制的AFM中的磁畴壁的位置。通过比较我们的模型，一个常用的替代参数化程序的连续字段，我们表明，这些字段的物理解释严重依赖于离散到连续过渡的参数化程序的选择。这可以解释为什么最近大量的AFM动力学研究，包括描述反铁磁畴壁运动的有效模型，忽略了纹理序参量的内在自旋。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall
Walker-like Domain Wall breakdown in layered Antiferromagnets driven by staggered spin-orbit fields
在线性连续介质理论中，没有磁性织构的传播速度可以超过其自旋波的最大群速度。在这里，我们报告了一个瞬态制度，由于额外的反铁磁纹理的出现，打破了洛伦兹平移不变性的磁系统的原子自旋动力学模拟。这种动力学制度类似于铁磁体中的畴壁沃克击穿，并且涉及反铁磁畴壁对的成核。随后，成核的180 ° $^{\circ}$畴壁之一与原始畴壁产生360 ° $^{\circ}$自旋旋转，其即使在自旋轨道场的作用下也保持静止。另外180个$^{\circ}$畴壁被加速到超磁振子速度。在大的自旋-轨道场下，获得多个畴壁产生和复合，这可以解释最近实验观察到的电流脉冲诱导大畴结构破碎成小的碎片畴和随后的大规模畴形成之前的电流脉冲的缓慢重建。
2020-02-09 cond-mat.mes-hall
Emission of fast-propagating spin waves by an antiferromagnetic domain wall driven by spin current
研究自旋电流驱动的反铁磁畴壁作为高频、短波长自旋波发射源，实现可调谐的快速传播自旋波，为先进自旋电子器件提供新方法。
2024-03-20 cond-mat.mes-hall
Magnetic remanent states in antiferromagnetically coupled multilayers
在垂直各向异性的反铁磁耦合多层膜中，由于长程退磁场和短程层间交换耦合之间的密切竞争，可以稳定不寻常的多畴织构。特别是，反铁磁基态内特定拓扑稳定的平面缺陷的形成和演化，即具有在有限宽度上延伸的铁磁配置的壁状结构，解释了最近在[Co/Pt（Pd）]/Ru和[Co/Pt]/NiO多层膜中观察到的配置滞后现象。在一个唯象理论，我们分析得出的反铁磁交换，偏置磁场，和多层膜的几何参数的函数的这些“铁能带”缺陷的平衡尺寸。在磁相图中，铁磁带的存在区域介于具有尖锐的反铁磁畴壁和规则排列的铁磁条的图案区域之间。理论结果得到了[Co/Pt]/Ru中所观察到的Reynolds态的磁力显微图像的支持。
2008-11-14 cond-mat.mes-hall
Domain wall induced spin-polarized flat bands in antiferromagnetic topological insulators
费米子系统中的平带是一种有效质量发散、群速度接近于零的无色散单粒子态。这些平坦的能带有望支持基态的奇异性质，这可能对广泛的有希望的物理现象很重要。对于许多应用来说，在狄拉克材料中具有这样的态是非常理想的，但到目前为止，它们只在非磁性狄拉克系统中被报道。在这项工作中，我们提出了一个实现的拓扑保护的自旋极化平面带的磁畴壁产生的平面磁性拓扑绝缘体。利用第一性原理材料设计，我们提出了一个家庭的本征反铁磁拓扑绝缘体具有面内亚晶格磁化和高Néel温度。这样的系统可以以自然的方式容纳畴壁。对于这些材料，我们证明了在费米能级附近的自旋极化平坦带的存在，并讨论了它们的性质和潜在的应用。
2020-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac Quantum Wells at Domain Walls in Antiferromagnetic Topological Insulators
我们探讨出现自旋极化平带在头对头畴壁在最近预测类的反铁磁拓扑绝缘体托管平面磁化。我们表明，在量子阱物理的框架内，通过调整畴壁的宽度，可以控制出现在它的束缚态的函数形式。此外，我们证明了在多层样品中的层的数量的奇偶校验的电子色散的效果。特别是，奇数层样品的终止表面上的磁化矢量的对齐提供粒子-空穴对称性，导致$E = 0$周围的线性分散拓扑非平凡状态的存在。相比之下，均匀层样品中缺乏粒子-空穴对称性导致带隙系统，自旋极化平带出现在带隙的两侧，特征能量在太赫兹能量范围内。除了作为一个多功能的平台，为自旋电子器件的发展，当多体相互作用占我们预测，这些平带将主机强相关性，能够驱动系统到新的拓扑相。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Traveling antiferromagnetic domain walls in a magnetic field
该研究分析垂直磁场下一维易轴反铁磁体的运动畴壁，揭示其速度上限、宽度非单调变化及发散行为，并考察 Dzyaloshinskii–Moriya 相互作用和超速传播螺旋。
2025-03-16 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Optically induced thermal demagnetization and switching of antiferromagnetic domains in NiO and CoO thin films
University of Exeter（埃克塞特大学）；Fudan University（复旦大学）；Johannes Gutenberg-University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）
通过单光脉冲热退磁反铁磁体，实现反铁磁域随机分布，利用激光扫描控制畴壁运动，展示无需电流的全光开关，为超快光学操控全补偿反铁磁体提供新路径。
2026-04-07 cond-mat.mes-hall
Domain wall motion in a diffusive weak ferromagnet
研究了强铁磁体注入自旋电流后，无序弱铁磁体中畴壁的运动。从描述弱铁磁体中自旋积累的自旋扩散方程出发，计算了作用在畴壁上的力和力矩。我们还研究了随之而来的畴壁动力学，并提出了一种可能的测量方法来检测畴壁运动通过测量附加电阻。
2020-02-26 cond-mat.mes-hall
Error-Free and Current-Driven Synthetic Antiferromagnetic Domain Wall Memory Enabled by Channel Meandering
提出一种基于电流驱动畴壁运动的新型多位磁性存储器，利用蜿蜒通道和钉扎区域实现多位功能，并通过合成反铁磁层提升切换可靠性与速度。
2024-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cs.ET
Bidirectional motion of antiferromagnetic skyrmions driven by competing spin torques
The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学（深圳））；Beihang University（北京航空航天大学）；Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University（北京航空航天大学杭州国际创新研究院）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）
研究反铁磁斯格明子在电流驱动的自旋转移矩和自旋轨道矩作用下的动力学，发现低电流密度下单向运动的斯格明子在电流超过阈值时可反向运动，并基于此设计可编程逻辑门。
2026-10-28 cond-mat.mes-hall
Antiferromagnetic domain walls under spin-orbit torque
University of Crete（克里特大学）；Institute of Applied and Computational Mathematics, FORTH（应用与计算数学研究所，FORTH）
研究反铁磁体在自旋轨道扭矩下的域壁动态行为，揭示其在不同极化条件下的运动特性及磁化特性。
2026-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
Current-induced domain wall motion in Rashba spin-orbit system
由于交换相互作用而引起的自旋转移效应的转移所引起的电流感生磁畴壁运动被期望用于下一代高密度存储。我们在这里表明，有效的畴壁操纵可以通过引入Rashba自旋轨道相互作用，诱导自旋进动的传导电子，并作为一个有效的磁场。它对畴壁运动的影响取决于畴壁的形状。我们发现，该效果是显着的布洛赫壁与沿电流的难轴，因为有效场的作品作为$β$或类场项，并删除阈值电流，如果在非本征钉扎是缺席。对于易磁化轴垂直于Rashba平面的Néel壁和Bloch壁，在低于本征阈值的电流下，有效场诱导壁的阶跃运动，对应于壁平面旋转约$π$的角度.因此，Rashba相互作用将有助于在低电流下辅助畴壁的有效运动。
2008-04-03 cond-mat.mes-hall
Current-Induced Magnetic Domain-Wall Motion by Spin Transfer Torque: Collective Coordinate Approach with Domain-Wall Width Variation
自旋极化电流产生的自旋转移力矩可以引起磁畴壁位置的移动。在这项工作中，我们通过使用集体坐标方法[Gen Tatara和Hiroshi Kohno，Phys.Rev.Lett. 92，86601（2004）]。该方法不仅包括畴壁位置和偏振角的变化，而且还包括畴壁宽度的变化。结果表明，宽度的变化会影响临界电流。
2007-03-22 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized Current-driven Ferromagnetic Domain Wall Motion with a Skyrmion Building Block
本研究的目的是建立自旋极化电流驱动的铁磁畴壁运动的解析模型。铁磁畴壁运动的速度与skyrmion积木的依赖性被发现作为驱动扭矩和外部磁场强度的函数。
2020-03-27 cond-mat.mes-hall
High resolution dynamic imaging of the delay- and tilt-free motion of Néel domain walls in perpendicularly magnetized superlattices
我们报告的时间分辨调查的电流和磁场诱导的畴壁运动在垂直磁化的微丝表现出不对称的交换相互作用的扫描透射x射线显微镜使用的时间步长为200 ps。动态域壁速度的顺序为50-100米秒$^{-1}$进行了观察。时间分辨率的提高使我们能够观察到没有孕育时间的畴壁的运动，以及可以忽略不计的惯性的迹象。此外，我们观察到，对于短电流和磁场脉冲，磁畴壁在其运动期间不表现出倾斜，提供了磁畴壁的快速、无倾斜运动的机制。
2018-10-12 cond-mat.mes-hall
Domain wall attraction and repulsion during spin-torque-induced coherent motion
计算了两个磁畴壁在电流感应运动过程中的相互作用。这种相互作用产生了一个依赖于分离的阻力，也有一个不同的速度，使运动的域在大分离时经历一个有效的吸引力，在短分离时经历一个有效的排斥力。在电流的中间范围内，两个畴壁将达到取决于流过材料的电流的大小的自然平衡间距。
2011-11-24 cond-mat.mes-hall
A proposal for leaky integrate-and-fire neurons by domain walls in antiferromagnetic insulators
本文提出利用反铁磁绝缘体中受各向异性梯度驱动的畴壁构建非易失性LIF磁振子神经元，支持磁振子控制、磁场或自旋转移矩激活及多种生物神经特性。
2023-08-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Equations of Motion and Frequency Dependence of Magnon-Induced Domain Wall Motion
自旋波可以引起铁磁体中的畴壁运动。导出了自旋波驱动下横畴壁的运动方程。我们的计算表明，磁振子自旋转移矩不会引起转动诱导的Walker击穿。由局域微波场激发的自旋波的振幅取决于场的空间分布和激发频率。通过考虑这种频率依赖性，我们表明，一个简单的一维模型可以重现许多令人困惑的频率依赖性在早期的数值研究中观察到的。
2017-12-01 cond-mat.mes-hall
