Stimuli-responsive twist actuators made from soft elastic composite materials -- linking mesoscopic and macroscopic descriptions
最近，已经提出了由磁流变凝胶和弹性体构造扭转致动器。这些材料由嵌入软弹性聚合物环境中的可磁化胶体颗粒组成。扭转驱动是通过内部粒子排列的净手性实现的。在由均匀外部磁场磁化时，系统的特征在于围绕磁化方向的整体扭转变形。从一个离散的最小介观模型设置开始，我们朝着宏观表征。这两个尺度通过识别作为介观模型参数的函数的宏观系统参数的表达式来连接。通过这种方式，宏观系统的观察行为原则上可以映射到适当的介观图像，并说明性地从介观图像中理解。我们的结果同样适用于相应的软电流变凝胶和弹性体。
2021-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nanoporous Copper-Nickel - Macroscopic bodies of a strong and deformable nanoporous base metal by dealloying
迄今为止，具有高变形性的纳米多孔金属的均匀宏观样品仅限于贵金属如Au、Pd和Pt。在这里，我们提出纳米多孔铜镍（npCN）作为纳米多孔基底金属，可以制成毫米尺寸，并表现出显着的变形能力。NpCN形成均匀的双连续网络结构，其特征尺寸可以通过热退火控制在13至40 nm之间。连续压缩试验证实了韧性变形行为伴随着高强度相比，大孔铜和镍泡沫具有类似的固体分数。
2018-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Time-resolved investigation of magnetization dynamics of arrays of non-ellipsoidal nanomagnets with a non-uniform ground state
我们已经进行了时间分辨扫描克尔显微镜（TRSKM）的测量上的阵列的正方形铁磁纳米元素的不同大小和偏置场的范围。将实验结果与模型阵列的微磁模拟进行比较，以了解元件内的非均匀进动动力学。在实验光谱中，观察到两个分支的激发模式共存以上一个特定的偏置场。在所谓的交叉场下方，观察到较高频率分支消失。微磁模拟和傅立叶成像显示，来自较高频率分支的模式在元件的中心具有大幅度，其中有效场平行于偏置场和静态磁化。来自较低频率分支的模式在垂直于偏置场的元件边缘附近具有大幅度。模拟结果表明，在边缘区域，静态磁化强度和有效磁场明显偏离偏置磁场的方向。对于最小的元件尺寸和/或在低偏置场值的有效字段被发现成为反平行的静态磁化。模拟结果表明，大多数的模式是离域与有限的振幅在整个元素，而模式的空间特性被发现与空间变化的总有效场和静态磁化状态。模拟结果还表明，边缘模式的频率强烈影响的静态磁化状态的空间分布内的一个元素，并在其最近的邻居。
2007-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Non-uniform thermal magnetization noise in thin films: application to GMR heads
本文提出了一种分析非均匀热磁化涨落对薄膜影响的一般方法。简正模形式主义被用来计算随机磁化波动。磁化噪声与温度成正比，与薄膜体积成反比。总噪声功率是简正模谱噪声之和，主要由奇数振荡的自旋波驻波模决定。随着模式数的增加，这种影响迅速减小。本文给出了双胞模型的精确解析计算。
2001-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Non-uniform magnetization profile in ferromagnetic heterostructures leading to topological Hall effect like signatures
反常霍尔效应（Anomalous Hall effect，简称AHE）是指在垂直磁场作用下，电流通过铁磁材料时产生的一种与样品磁化强度成正比的效应，其额外的驼峰状特征通常归因于非平凡自旋织构的存在，从而导致拓扑霍尔效应（Topological Hall effect，简称THE）。然而，最近的一些报道强调，在铁磁SrRuO $_3$基异质结构的背景下，样品的不均匀性也可以导致THE-like功能。为了研究这个问题，在一般的任何铁磁异质结，我们已经考虑了一个唯象模型来计算由于各种界面效应的磁滞回线的形状的变化。磁化强度的这些变化已被占通过考虑的畴间磁耦合参数（$α$）与沿异质结构的生长方向从界面的距离呈指数变化。在铁磁体两侧界面对称的情况下，我们考虑了$α$作为高斯函数的变化。我们已经发现，在这种情况下，由于磁化的净变化而产生的附加AHE贡献类似于实验观察到的THE，即使我们在模型中没有明确考虑任何拓扑量。因此，我们提出了另一种情况下的非均匀磁化分布，可用于解释额外的功能，在AHE，这可能不一定是固有的THE。
2021-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic properties of p-(Cd,Mn)Te quantum wells: Interpretation of magneto-optical measurements by Monte Carlo simulations
为了找出占主导地位的现象，占载流子控制的磁性p-（Cd，Mn）Te量子阱中，我们进行了磁光测量和蒙特卡罗模拟的时间相关的磁化。实验结果表明，在顺磁状态下，磁化弛豫快于20 ns。将温度降低到居里温度Tc以下导致弛豫时间增加，但小于10微秒。这种快速弛豫可以解释为什么电子态的自发自旋分裂不伴随着低于Tc的非零宏观磁化的存在。我们的Monte Carlo结果再现了弛豫时间随温度降低的相对变化。同时，数值计算表明，反铁磁自旋-自旋相互作用与空穴介导的长程铁磁耦合相互竞争，对系统的磁化弛豫起着重要作用.我们发现，特别是，磁化动力学在很大程度上加速反铁磁耦合的Mn自旋位于该区域之外，在那里的孔驻留的存在。这表明，宏观自发磁化应该是可观察到的，如果包含局域自旋的层的厚度将小于孔波函数的扩展。此外，我们研究了Mn势的自旋独立部分如何影响Tc。我们的研究结果表明，合金无序势往往会降低Tc，特别是吸引力的潜力，导致空穴本地化的效果是强大的。
2009-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Orbital Magnetization from Uniform and Periodic Magnetic Fields
University of Kentucky（肯塔基大学）
通过量子霍尔铁磁体中的解析计算，证明轨道磁化可由周期磁场的局域响应和均匀磁场的热力学导数两种方式得到相同结果，从而将轨道磁化解释为与Středa公式相关的谱流能量。
2026-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Numerical simulation of magnetization process in antiferromagnetic ferromagnetic bilayer with compensated interface
利用海森堡哈密顿量的自洽平均场近似，研究了反铁磁双层膜的性质。在具有补偿界面的双层膜中发现了垂直交换耦合。对于均匀的反铁磁薄膜，由于在一定的外磁场临界值下，反铁磁薄膜内部产生横向不稳定性，因此计算出对称的磁滞回线。另一方面，对于由多个与易磁化各向异性轴方向垂直的畴组成的非均匀反铁磁薄膜，在有限交换偏置场作用下，得到了位移磁滞回线.
2005-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Quasi-uniform in plane magnetization state of thin cylindrical dots in a square array and related anisotropy
考虑到点磁化的准均匀性，分析计算了由软磁材料制成的圆柱形亚微米点的正方形阵列的能量（静磁、交换和塞曼项）并使其最小化.阵列的平衡能量对阵列平面内外加磁场方向的依赖关系被恢复，表现出四重各向异性。计算了各向异性常数。它的值为不同的阵列几何形状是在最近的独立实验非常一致。预测了新的八重各向异性效应。理论不涉及可调整的参数。
2006-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetization reversal in a "quasi" single domain magnetic grain: a new numerical micromagnetic technique
模拟了在瞬间施加反向磁场的情况下，细铁磁颗粒的磁化反转。系统的哈密顿量包含交换作用、单轴各向异性、塞曼能和偶极-偶极相互作用。将一个立方晶粒离散为64个立方亚晶粒，求解了无唯象阻尼的耦合旋磁运动方程。一个新的计划来解决这些方程的开发，利用每个子立方体磁化只有两个变量，并严格保存的绝对幅度。反转的初始阶段是均匀旋转，然后是由该均匀模式驱动的非均匀磁振荡的非线性激励。初始塞曼能量的过剩被转换成非线性自旋波，允许平均磁化基本上反转。准单畴细晶粒的磁化反转过程具有非线性扩散的哈密顿波动系统的一般特征。这种非线性扩散是禁止的强反转场和/或小晶粒尺寸。
2000-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Correlation Functions of the Magnetization in Thin Films
利用泛函理论计算了铁磁薄膜中均匀磁化强度的关联函数。考虑到耗散和波动一致，磁化耦合到玻色子热浴。关联函数表现出强烈的依赖性的性质之间的耦合浴和系统。根据什么耦合，我们选择，我们展示了如何最近的结果$(\text{J. Appl. Phys. 90, 5768 (2001); Phys. Rev. B 65, 172417 (2002)}) $通过宏观方法获得的微观治疗可以在这里采用。
2003-05-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Non-uniformity of a planar polarizer as a reason of spin-transfer induced vortex oscillations at zero field
我们讨论了一种可能的自旋转移诱导的自旋阀纳米结构的自由层中的涡旋振荡的机制，其中偏振层具有平面磁化。我们证明，如果这样的平面偏振器是基本上不均匀的，稳定的大振幅的回旋涡旋运动可以激发。极化器中的圆形磁化分布获得最佳的激发效率。在这种结构中，振荡的起始条件取决于涡旋的手征性，而不是其核心的方向。
2010-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced magnetization in the multiferroic nanocomposites Bi$_{0.9}$Gd$_{0.1}$Fe$_{0.9}$Mn$_{0.05}$X$_{0.05}$O$_3$ (X= Cr, Co) thin films
在这项工作中，我们阐述和其特征在于纳米复合薄膜使用预选的多铁性矩阵Bi $_{0.9}$ Gd $_{0.1}$ Fe $_{0.9}$ Mn $_{0.1}$ O $_3$（BGFMO）的目的，以提高其基本的铁电和磁性能。利用压电响应力显微镜（PFM）研究了纳米复合薄膜的局域铁电特性。通过对铁电畴的局部操纵，研究了铁电畴的开关行为。磁性研究表明，在BGFMO矩阵中的过渡金属元素的掺入带来了有趣的宏观磁化强度在室温下的增加。此外，在所研究的薄膜的M（T）曲线中观察到自旋玻璃型行为。
2020-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Axion Insulator State with ferromagnetic ordering in CrI3/Bi2Se3/MnBi2Se4 Heterostructure
实现具有均匀磁化强度的轴子绝缘体态，极大地促进了对有趣的拓扑磁电效应的实验探索，拓扑磁电效应是三维（3D）拓扑绝缘体（TI）的标志。通过密度泛函理论计算和四带模型研究，发现单层CrI 3中的磁性离子Cr 3+和七层MnBi 2Se 4中的磁性离子Mn 2+与三维TI Bi 2Se 3的拓扑表面态具有相反的交换耦合.作为这种相反的交换耦合的一个令人兴奋的结果，在CrI 3/Bi 2Se 3/MnBi 2Se 4异质结构中，轴子绝缘体状态是通过均匀磁化实现的。我们的工作开辟了机会，探索拓扑磁电效应实现的均匀磁化诱导轴子绝缘体状态的异质结构的三维TI和二维范德华铁磁绝缘体。
2020-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Macroscopic polarization and band offsets at nitride heterojunctions
纤锌矿III-V族氮化物的典型极性界面的从头算电子结构研究表明，大的均匀电场存在于外延氮化物覆盖层，由于整个界面的组成材料的宏观极化的不连续性。极化场禁止带偏移和形成能量的标准评估：使用新技术，我们发现一个大的前后不对称的偏移（0.2 eV的AlN/GAN（0001），0.85 eV的GAN/AlN（0001）），和微小的界面形成能量。
1997-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Field dependent magnetization of BiFeO3 in ultrathin La0.7Sr0.3MnO3/BiFeO3 superlattice
本文报道了用极化中子反射率（PNR）观测BiFeO_3（BFO）/La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3（LSMO）超晶格中BFO的场致磁化。我们的PNR结果表明，在BFO/LSMO界面的磁化平行排列。研究表明，在10 K时，随着施加磁场的增加，平均磁化强度增加。我们观察到夹在BFO层（~ 2个晶胞）之间的BFO层（~ 2个晶胞）的饱和磁化强度为110 \pm 15 kA/m（~0.8 μB/Fe），这远高于体BFO中的倾斜磁矩（0.03 μB/Fe）。超晶格上的宏观VSM结果清楚地表明通常在锰氧化物纳米颗粒中观察到的超顺磁性行为。
2015-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The consequences of dependence between the formal area efficiency and the macroscopic electric field on linearity behavior in Fowler-Nordheim plots
基于冷场电子发射（CFE）实验数据，对Fowler-Nordheim（FN）曲线中线性行为的交叉现象进行了理论解释。其特征在于通常单斜率FN图的衰减速率的明显变化，并且已经报道了当非均匀纳米发射体经受高宏观电场$F_M$时。我们假设，发射点的数量，这定义了一个表观形式的面积效率的CFE表面，取决于宏观电场。非均匀性由局部增强因子$\left\{γ_j\right\}$描述，该局部增强因子从离散概率分布$ρ{(γ_{j})}$随机分配给导电CFE表面的每个不同发射器，其中$j=1,2$。假设$ρ{(γ_{1})} < ρ{(γ_{2})}$和$γ_{1} > γ_{2}$。局部电流密度通过考虑通常的肖特基-诺德海姆势垒来评估。当$F_M \in $ $[2,20]$ V/ $μ$ m时，结果在FN图中再现了两种不同的斜率状态，并通过考虑表观面积效率、分布$ρ$和相应FN图中的斜率进行了分析。最后，我们注意到，我们的结果从数值解的拉普拉斯方程，为一个阵列的导电纳米发射器具有均匀的顶点半径$50$ nm，但不同的局部高度，支持我们的理论假设，并可以在正统的CFE实验来测试我们的预测。
2016-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale mapping of internal magnetization dynamics reveals how disorder shapes heat generation in magnetic particle hyperthermia
University of Luxembourg（卢森堡大学）；Ghent University（根特大学）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)（马德里材料科学研究所）；Physikalisch-Technische Bundesanstalt（德国联邦物理技术研究院）
研究通过结合AC磁性测量与动态微磁模拟，揭示了杂乱如何影响磁性粒子内部热量产生，发现颗粒尺寸是关键可调参数，影响热释放的大小和时空分布。
2026-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
EPR and magnetization studies on single crystals of a heterometallic (Cu^{II}} and Cr^{III}) complex: zero-field splitting determination
研究了异金属配合物[Cu（bpy）$_3$ ] $_2$ [Cr（C $_2$ O $_4$）$_3$ ]NO $_3\cdot $ 9 H $_2$ O（bpy = 2，2 '-bipyridine）单晶的磁性。从记录的EPR谱，自旋哈密顿参数已被确定。磁化强度的测量结果表明，在低温下的磁各向异性，这已被分析为零场分裂的Cr $^{\mathrm{III}}$离子的结果。通过将精确推导的磁化强度表达式与实测磁化强度数据拟合，计算出轴向零场分裂参数D。通过与EPR测量结果的比较，证实了$D$可以由单晶宏观磁化强度的测量来确定。
2008-01-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetization reversal by uniform rotation (Stoner-Wohlfarth model) in f.c.c. cobalt nanoparticles
高灵敏度超导量子干涉仪（SQUID）与高质量纳米粒子的结合允许检查由Neel，Stoner和Wohlfarth在50多年前提出的描述均匀旋转的磁化反转的最简单的经典模型。采用电子束光刻法制备了微米级的SQUID，并采用电弧放电法合成了纳米粒子。几乎所有的f.c.c. Co纳米颗粒显示出占主导地位的单轴磁各向异性。这一结果表明，孪晶界和堆垛层错强烈改变立方磁晶各向异性，导致占主导地位的单轴各向异性。然而，很少有粒子是足够的“完美”，以显示一个更复杂的开关场表面和开关场的场路径依赖性，这是立方磁晶各向异性的重要标志。
2001-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A new macroscopically degenerate ground state in the spin ice compound Dy2Ti2O7 under a magnetic field
本文报道了在[111]方向磁场作用下，烧绿石化合物Dy_2 Ti_2 O_7的低温磁性。在低于1 K时，在2~9 kOe的磁场范围内观察到一个明显的磁化平台，随后在10 kOe附近出现一个急剧的磁矩跃变，对应于自旋冰态的破缺。我们发现平台态是无序的，剩余熵几乎是零场态的一半，其宏观简并来自于垂直于磁场的可果美层上的自旋的挫折。
2002-07-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Magneto-optical imaging of macroscopic altermagnetic domains in MnTe
Kyoto University（京都大学）；Okayama University（冈山大学）；Tohoku University（东北大学）；Hiroshima University（广岛大学）
研究通过扫描磁光 Kerr 效应显微镜观察 MnTe 中交替磁域，发现两种 TRSB 域具有大 Kerr 旋转，且不随微弱磁化强度变化，揭示了其可控性和稳定性。
2026-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Field-selective classical spin liquid and magnetization plateaus on kagome lattice
通过在kagome晶格上的$J_1$ - $J_2$-$J_3$伊辛模型中施加磁场，得到了经典的自旋液体相.正如我们在以前的研究中所证明的那样[物理学评论Lett。{ \bf 119}，077207（2017）]，该模型在零磁场下实现了一种CSL，六聚体CSL，其由具有混合总磁化的宏观简并自旋构型$M$组成。磁场选择其子集，其可以被映射到对偶晶格的三聚体覆盖，并形成$M=1/9$的磁化平台。除了这个CSL，我们发现另外两个磁化平台在$M=5/9$和$17/27$，这是由于“多聚体”的超结构上的双重晶格。
2020-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetization Losses in Multifilament Coated Superconductors
我们报告的结果的磁化损失的实验复丝，以及控制（均匀），涂层超导体暴露于随时间变化的各种频率的磁场的研究。磁滞损耗与外加磁场的扫描速率成正比，耦合损耗与扫描速率的平方成正比。发现一个缩放，使我们能够量化这些贡献和外推的实验结果超出了可访问的字段振幅和频率的包络。当扫描速率高达3 T/s时，复丝导体的综合损耗比均匀导体降低约90%。
2004-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Domain structure of bulk ferromagnetic crystals in applied fields near saturation
研究了具有垂直易磁化轴的单轴铁磁板在垂直于板方向的磁场作用下的基态。我们的兴趣是在宏观大样本的饱和场附近的能量的渐近行为。我们建立了饱和以下的外加场强的临界值的标度，在该临界值处，基态从均匀畴磁化模式变为分支畴磁化模式，以及最小能量的首阶标度行为。此外，我们推导出一个减少尖锐的界面能给出精确的渐近行为的最小能量在宏观大板块下的磁化强度从易磁化轴远离畴壁的小偏差的物理合理的假设。的基础上减少的能量，并通过一个正式的渐近分析附近的过渡，我们推导出精确的渐近值的临界场强在非平凡极小（无论是本地或全球）出现。非平凡的最小能量标度是通过由细长针状磁化域组成的磁化模式来实现的，该磁化域与所施加的场相反
2010-04-24 cond-mat.mtrl-sci math.AP nlin.PS
Macroscopic uniform 2D moiré superlattices with controllable angles
本文提出一种高产量、近100%良率的vdW莫尔结构制备策略，可实现厘米级、角度精确可控且热稳定的均匀二维莫尔超晶格，并支持LEED与ARPES表征。
2024-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain Nucleation and Annihilation in Uniformly Magnetized State under Current Pulses in Narrow Ferromagnetic Wires
我们利用洛伦兹显微镜和电子全息术研究了坡莫合金细线中电流驱动的磁化动力学。电流脉冲被发现在居里温度以下的均匀磁化状态下改变磁结构。以低概率随机获得包括反转磁畴在内的各种磁状态。在大多数观测到的磁态中发现的涡旋动力学似乎在触发磁化反转中起着关键作用。
2006-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of magnetization and hyperfine field distribution on high magnetoelectric coupling strength in BaTiO$_3$-BiFeO$_3$ multilayers
了解多铁性结构中的磁电（ME）耦合机制，无论从基础还是应用的角度来看都是至关重要的。我们在这里报告的磁电性能，以及磁化强度，BaTiO $_3$ -BiFeO $_3$超晶格可以通过改变BiFeO $_3$层的厚度进行调谐。磁电电压系数（$α_{ME}$）在300 K下达到其最大值60.2 Vcm $^{-1}$ Oe $^{-1}$，这是迄今为止报道的最高值之一，对于具有5 nm的BiFeO $_3$厚度和10 nm的BaTiO $_3$厚度的样品。为了更深入地了解增加的磁电耦合，以及局部和宏观的磁性，样品与不同的BiFeO $_3$厚度进行了研究。超精细场（HFF），磁电电压系数和磁化强度之间建立了相关性。讨论了强磁电耦合的可能机制。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the theory of magnetization in multiferroics: competition between ferro- and antiferromagnetic domains
多铁性材料的许多技术应用是基于其在小外场作用下重构畴结构的能力。在本文中，我们分析了不同的情况下的DS行为的多铁性，同时显示铁磁和反铁磁有序的不同系统的磁性离子。我们考虑的方式来控制的DS和宏观性质的样品通过适当的现场处理的组合物。我们发现，DS对外部磁场的敏感性和在低场区的磁化率主要由去应力效应（具有磁弹性起源）决定。在SrPDMATHABMM Cu $_{3}$ O $_{4}$ Cl $_{2}$晶体的特殊情况下，我们预期在$T\approx 100$ K下的弹性和磁弹性性质的特殊性。
2010-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
