Magnonic topological insulators in antiferromagnets
将对称性保护拓扑相的概念推广到绝缘反铁磁体（AF）中，并建立了半导体中拓扑绝缘体的玻色子对应体.利用由电场梯度引起的Aharonov-Casher效应，我们提出了一个携带螺旋磁振子的边缘态的量子自旋霍尔效应（磁振子QSHE）的磁振子模拟。我们发现，这样的上下磁振子形成相同的朗道能级和执行回旋运动的频率相同，但在相反的方向传播。绝缘AF的特征在于拓扑${\mathbb{Z}}_{2}$数由与每个螺旋磁振子边缘状态相关的陈整数组成。我们以磁振子的拓扑Hall相为中心，研究了磁振子自旋、热、能斯特和埃廷豪森效应等体磁振子效应，以及拓扑平凡和非平凡体原子荧光中螺旋磁振子输运的热磁性质，建立了磁振子的Wiedemann-Franz定律.我们表明，我们的预测是在实验范围内与目前的设备和测量技术。
2017-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Collective spin excitations of helices and magnetic skyrmions: review and perspectives of magnonics in non-centrosymmetric magnets
承载关联电子的磁性材料在信息技术和信号处理中发挥着重要作用。目前使用的铁磁、铁磁和反铁磁材料提供主要共线的微观力矩（自旋）。最近，更复杂的自旋结构，如自旋螺旋线和摆线重新引起了人们的兴趣。非中心对称螺旋磁体中Skyrmion晶格相的发现引发了人们的兴趣。在这篇综述中，我们解决如何自旋螺旋和skyrmion晶格丰富的磁性材料的微波特性。在讨论微波电子学和磁振子学的前景时，我们特别关注绝缘材料，因为它们避免了涡流损耗，提供了低自旋波阻尼，并可能允许集体自旋激发的电场控制。因此，它们进一步推动了以低能耗运行的磁振子的愿景。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Laser control of magnonic topological phases in antiferromagnets
研究了绝缘反铁磁体中Aharonov-Casher效应引起的磁振子拓扑相的激光控制。由于激光电场可以被认为是一个时间周期性的扰动，我们应用Floquet理论，并执行逆频率扩展，重点放在高频区。利用得到的有效Floquet哈密顿量，我们研究了远离绝热极限的非平衡磁振子动力学及其对拓扑现象的影响。结果表明，线偏振激光可以产生螺旋边磁振子态，产生磁振子自旋能斯特效应;而圆偏振激光可以产生手征边磁振子态，产生磁振子热霍尔效应.特别地，在后者中，我们发现磁振子手征边缘模的方向和由此产生的热霍尔效应可以由圆偏振激光的手征性通过从左旋圆偏振到右旋圆偏振的变化来控制。因此，我们的研究结果提供了一个手柄，以控制和设计磁振子拓扑性质的绝缘AF。
2019-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
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
Spin structure and spin Hall magnetoresistance of epitaxial thin films of the insulating non-collinear antiferromagnet SmFeO$_3$
我们报告了一个反铁磁（AFM）的自旋结构成像和测量自旋霍尔磁阻（SMR）的绝缘非共线反铁磁SmFeO $_3$的外延薄膜的联合研究。X射线磁线性二向色性光电子显微镜测量显示SmFeO $_3$（110）的AFM自旋在膜的平面内排列。角相关的磁阻测量结果表明，SmFeO $_3$ /Ta双层膜表现出积极的SMR，在以前研究的共线AFM预期的负SMR相反。在较高的磁场下，SMR的振幅随外加磁场的增加而线性增加，表明AFM自旋的场致倾斜起着重要的作用。相反，在矫顽场附近，没有观察到可检测的SMR信号，表明AFM的SMR和倾斜磁化分量抵消。在50~K以下，SMR的振幅比室温下大2倍，这可能与Sm离子的长程有序有关。我们的研究结果表明，SMR是一个敏感的技术，非平衡自旋系统的非共线AFM系统。
2019-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry Approach to Chiral Optomagnonics in Antiferromagnetic Insulators
我们讨论了反铁磁绝缘体中手征光磁效应的几个方面，考虑到电磁场和自旋激发之间的共同对称性。这种方法使我们能够从类似的角度看待光学和磁性材料，并讨论它们之间有用的类比。我们证明了共线反铁磁体中的自旋波和真空中的电磁场在相同的八维对称变换代数下是不变的。通过这种类比，我们可以将光学手征的概念扩展到反铁磁绝缘体，并证明这些材料中存在自旋电流时的自旋波动力学与手征超材料中的光相似。从对称性的角度讨论了磁振子自旋流的光激发。证明了圆偏振光可以激发直接磁振子自旋光电流，这可以看作是光电流效应的磁振子模拟。我们还注意到，Zitterbewegung过程应该出现，并可能在光激发过程中发挥作用。
2020-06-12 cond-mat.mes-hall
Magnonic Spin-Transfer Torque in Ferromagnet/Antiferromagnet/Ferromagnet Trilayer
在具有单轴各向异性的反铁磁体（AF）中，自旋向上和自旋向下的磁振子共存，并形成类似于电子的固有自由度。当相邻的铁磁体（F）的极化，磁振子纯自旋电流可以热产生的AF。我们探讨热磁振子输运在一个绝缘的F/AF/F三层内的AF间隔内的传播磁振子可以转移角动量之间的两个Fs。我们发现，一个足够大的温度梯度可以切换下游F通过磁子自旋转移力矩，如果它最初是反平行的上游F。通过反转温度梯度可实现往复切换。使用典型的材料参数，我们估计的阈值在室温下小于1 K/nm，这可以通过提高温度和增强界面交换耦合来降低。
2018-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Magnonic Noise and Wiedemann-Franz Law
从理论上建立了铁磁绝缘结中磁振子的动量、热量和涨落之间的相互关系，并根据噪声和玻色Wiedemann-Franz（WF）定律进行了讨论.使用Schwinger-Keldysh形式主义，我们计算所有的输运系数的噪声谱的磁子自旋和热流，并建立Onsager关系的热磁电流和零频率噪声。利用磁振子WF定律和低温极限下的Seebeck系数，我们从理论上发现了非平衡噪声和平衡噪声的普遍关系，即与材料参数无关，并证明了每种噪声仅用热导来描述。最后，我们引入了一个磁振子自旋模拟的法诺因子，噪声电流比，并证明磁振子自旋法诺因子降低到一个普遍的值在低温极限，它仍然有效，甚至超出了线性响应制度。
2018-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Strain-tunable magnetic and magnonic states in Ni-dihalide monolayers
研究了双轴和单轴应变对NiX2单层磁基态、临界温度及磁振子性质的影响，揭示了包含铁磁、螺旋磁和斯格明子相的复杂相图，并发现双二次交换相互作用及应变可调的软磁振子模式对磁性质具有显著影响。
2024-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable magnon topology in monolayer CrI$_\mathbf{3}$ under external stimuli
本文研究了单层 CrI3 在应变、电门控和磁场等外部刺激下拓扑磁振子的可调行为，证明可调控磁态及磁振子带隙的大小与拓扑，为二维磁性材料拓扑磁振子器件设计提供新思路。
2023-06-08 cond-mat.mes-hall
Thermomagnonic Torques in Insulating Altermagnets
University of Nebraska（内布拉斯加大学）
研究绝缘反铁磁体中各向异性热磁扭矩的对称性控制理论，揭示了由热生成的子晶格奇 spin 电流引起的 spin-splitter 磁扭矩和由晶体对称性决定的各向异性熵扭矩，以及温度梯度下的磁纹理响应。
2026-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral Magnonic Edge States in Ferromagnetic Skyrmion Crystals Controlled by Magnetic Fields
在绝缘磁体中实现对磁振子自旋电流的控制-其中由于焦耳加热引起的耗散被高度抑制-是一个活跃的研究领域，可能导致节能的自旋电子学应用。然而，由具有均匀磁序的常规系统支持的磁振子自旋电流已被证明难以控制。最近出现了另一种方法，依赖于拓扑保护的磁振子边缘状态的空间周期性磁纹理。这种纹理的一个主要例子是铁磁skyrmion晶体，它拥有手征边缘状态，为磁振子自旋电流提供平台。在这里，我们表明，为第一次，一个外部磁场可以驱动拓扑相变的自旋波谱的铁磁skyrmion晶体。拓扑相变的信号是关闭一个低能量的体磁振子间隙在一个临界字段。在拓扑阶段，低于临界场，两个拓扑保护的手征磁振子边缘状态位于这个差距，但他们解开在平凡阶段，以上的临界场。值得注意的是，拓扑相变涉及到两个磁振子带的反转，在$Γ$点对应于晶体中skyrmion的呼吸和反呼吸模式。我们的研究结果表明，外部磁场可以作为一个旋钮来开关由拓扑保护的手征磁振子边缘态携带的磁振子自旋电流。
2019-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of thermally activated coherent magnon-magnon coupling in a magnonic hybrid system
该研究用微聚焦布里渊光散射在 YIG/Py 双层中观测热激活磁振子的相干强耦合，并通过与电激发检测对比揭示宽波矢混合机制。
2025-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultra-low damping insulating magnetic thin films get perpendicular
结合低损耗和大的垂直向磁各向异性（PMA）的磁性材料仍然是磁振子和自旋电子学领域中缺少的一块砖。本文报道了在Gd $_{3}$ Ga $_{12}$ $_{12}$（GGG）和取代的GGG（sGGG）（111）取向衬底上生长Bi-YIG掺杂的YPDMATHABMM Fe $_{12}$ O $_{12}$（BiYIG）薄膜。使用外延应变和生长诱导的各向异性获得PMA的微调。可以制备自发面内和面外磁化的薄膜。铁磁共振（FMR）的测量表明，这些BiYIG薄膜的高动态质量，PMA膜的吉尔伯特阻尼值低至3 - 10 $^{-4}$和FMR线宽为0.3 mT，在8 GHz的薄膜，甚至不超过30 nm的厚度实现。此外，我们测量了Pt/BiYIG叠层上的逆自旋霍尔效应（ISHE），表明磁性绝缘体$'$的表面对自旋电流是透明的，这使得它对自旋电子学应用具有吸引力。
2018-06-02 cond-mat.mes-hall
Imaging non-collinear antiferromagnetic textures via single spin relaxometry
本文提出利用金刚石单个NV缺陷的全光学扫描弛豫测量，探测磁振子热噪声，从而实现非共线反铁磁畴壁、自旋螺旋和斯格明子的纳米尺度成像。
2020-06-23 cond-mat.mes-hall
Magnonic Casimir Effect in Ferrimagnets
量子涨落是量子力学的核心概念。在空间边界条件下，量子场的量子涨落会引起能量零点的移动。这种被称为卡西米尔效应的量子现象，已经吸引了许多超越能量尺度层次的关注，从基本粒子物理学到凝聚态物理以及光子学。然而，Casimir效应在自旋电子学中的应用还没有得到足够的研究，特别是亚铁磁薄膜，尽管钇铁石榴石（YIG）是自旋电子学的最佳平台之一。我们在这里填补这个空白。利用晶格场论研究了绝缘磁体中磁振子的量子场诱导Casimir效应，发现不仅在反铁磁体中，而且在包括YIG薄膜在内的亚铁磁体中也能产生磁振子Casimir效应。我们的研究结果表明，YIG，基于磁振子的自旋电子学的关键成分，也可以作为一个有前途的平台，操纵和利用卡西米尔效应，称为卡西米尔工程。微加工技术可以控制薄膜的厚度，实现磁共振卡西米尔效应的操控。因此，我们铺平了道路的磁卡西米尔工程。
2023-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Finite-element dynamic-matrix approach for spin-wave dispersions in magnonic waveguides with arbitrary cross section
本文提出基于有限元法的传播波动力学矩阵方法，可在任意截面磁振子波导中高效计算自旋波色散与模式分布，并首次将混合有限元/边界元法推广到修正泊松方程，成功应用于磁性纳米管等曲率系统。
2021-04-14 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Time-dependent strain-tuning topological magnon phase transition
本文研究了蜂窝晶格中共线磁体在应变作用下的力学行为。考虑到高频周期性形变的限制，我们导出了自旋系统的一个有效Floquet理论，该理论导致自旋手征的出现。我们发现，磁振子和自旋手征之间的耦合依赖于应变的细节，如空间依赖性和施加方向。磁振子的波动的铁磁状态的确定，它被发现，空间均匀的应变驱动磁振子系统的拓扑保护相。特别是，我们表明，某些均匀的应变场发挥的作用，平面外的下一个邻居Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。此外，我们探讨了非均匀应变的应用，这导致磁振子状态的限制，单轴应变，沿保持平移对称性的方向传播。我们的工作展示了一种直接和新颖的方式，其中操纵磁振子谱的基础上的时间相关的应变工程，是相关的探索拓扑转变量子磁振子。
2022-08-01 cond-mat.mes-hall
Theory of Moire Magnets and Topological Magnons: Applications to Twisted Bilayer CrI3
我们发展了一个全面的扭曲双层磁性理论。从二维蜂窝状磁体CrI 3的第一性原理计算出发，我们构造了一个通用的自旋模型，它代表了一大类扭曲双层磁系统.利用Monte-Carlo方法，我们发现了许多在以往的理论和实验研究中被忽略的非共线磁序和拓扑磁振子。作为扭转角的函数，共线磁序经历了向非共线磁序和磁畴相的相变。在磁畴相，我们发现，空间变化的层间耦合产生的磁skyrmions，即使在没有的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。此外，我们通过建立莫尔磁铁的场论模型，描述了磁相变的临界现象。我们的连续模型很好地解释了在数值模拟中观察到的相变的性质。最后，我们对磁振子激发的拓扑性质进行了分类。各相的磁振子具有不同的质量隙，具有不同的物理起源。在共线铁磁序中，出现高阶拓扑磁振子绝缘体相。它是磁子系统中高阶拓扑相的一个独特例子，因为它不要求相互作用的非共线序或非对称形式。在磁畴阶段，磁振子沿畴壁局域化，形成一维拓扑边缘模。当封闭的畴壁变形为开放的网络时，受限的边缘模扩展形成拓扑磁振子的网络模型。
2022-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnon kinetic theory of the antiferromagnetic Hanle effect
针对绝缘反铁磁体中发现的磁振子Hanle效应，该研究构建基于反铁磁奈尔序低能波的自旋输运理论，结合磁振子动力学输运与偏振相干动力学，解释实验特征并为相干控制提供新视角。
2024-03-05 cond-mat.mes-hall
Long-Range Phonon Spin Transport in Ferromagnet-Nonmagnetic Insulator Heterostructures
研究了绝缘铁磁-非磁-铁磁异质结构中声子自旋输运。我们表明，自旋和声子之间的磁弹性相互作用导致非局域自旋转移磁铁之间。这种转移是由本地声子自旋电流介导的，并伴随着声子自旋积累。自旋电导依赖于非平凡的系统大小，并衰减超过毫米长度尺度的实际材料参数，远远超过磁振子自旋电流的衰减长度。
2020-03-18 cond-mat.mes-hall
Floquet odd-parity collinear magnets
College of Science, China University of Petroleum (East China)（中国石油大学（华东）理学院）；Eastern Institute of Technology（东方理工大学）；Center for Quantum Transport and Thermal Energy Science, Institute of Physics Frontiers and Interdisciplinary Sciences, School of Physics and Technology, Nanjing Normal University（南京师范大学物理科学与技术学院前沿交叉科学研究院量子输运与热能源科学中心）；National Laboratory of Solid State Microstructures, Nanjing University（南京大学固体微结构物理全国重点实验室）；Jiangsu Physical Science Research Center（江苏省物理科学研究中心）
通过光诱导在列反铁磁体中产生奇宇称磁体，实现新的磁态。
2026-02-25 cond-mat.mes-hall
Magnonic quantum Hall effect and Wiedemann-Franz law
本文研究了有限温度下二维干净绝缘磁体中磁振子的量子霍尔效应。通过Aharonov-Casher效应，在电场中运动的磁振子获得几何相位，并在电场梯度中形成朗道能级。在低温下，最低能带几乎是平坦的，带有与Berry曲率相关的陈数。适当地定义玻色子的热导，我们发现磁振子霍尔电导得到量子化，并显示出普遍的热磁行为，即，是独立的材料，并遵守Wiedemann-Franz法律的磁振子运输。我们认为磁振子与二次和线性（Dirac-like）分散。最后，我们表明，我们的预测是在实验范围内的铁磁体和skyrmion晶格与当前的设备和测量技术。
2017-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
A journey into the tuneable antiferromagnetic spin textures of BiFeO3
反铁磁薄膜在低耗散磁振子学和自旋电子学中引起了广泛的兴趣。然而，虽然可调反铁磁纹理形成的骨干功能设备，他们几乎是未知的亚微米尺度。在这里，我们的图像各种各样的反铁磁自旋纹理的多铁性BiFeO3薄膜，可以通过应变和电场通过室温磁电耦合调节和操纵。使用piezoresponse力显微镜和扫描NV磁强计在自组织铁电图案的BiFeO3，我们揭示了如何应变稳定不同类型的非共线反铁磁状态（散装和异国情调的自旋摆线）以及共线反铁磁纹理。除了这些局部尺度的观测，共振弹性X射线散射证实了这两种类型的自旋摆线的存在。最后，我们表明，电场控制的铁电景观诱导共线和非共线状态之间或不同的摆线之间的过渡，可重构反铁磁自旋纹理的设计提供了前景的需求。
2019-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of dynamic modes excited in a magnetic insulator by pure spin current
纯自旋电流对磁化动力学的激发最近被认为是自旋电子学和磁电子学的一种使能机制，它允许基于低阻尼绝缘磁性材料的自旋扭矩器件的实现。在这里，我们报告的第一个空间分辨的纯自旋电流在纳米厚的微观绝缘钇铁石榴石磁盘激发的动态模式的研究。我们发现，这些模式表现出非线性的自加宽防止形成的自局域磁子弹，这起着至关重要的作用，在稳定的单模磁化振荡在全金属系统。这种与低阻尼材料中的有效非线性模式耦合相关的特性可能是控制高质量磁性绝缘体中纯自旋电流与动态磁化相互作用的主要因素之一。
2016-05-17 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
Laser-driven quantum magnonics and THz dynamics of the order parameter in antiferromagnets
飞秒光脉冲在反铁磁体中脉冲产生双磁振子模，即所谓的飞秒纳米磁振子，导致反铁磁序参量的相干纵向振荡，这种振荡不能用热力学Landau-Lifshitz方法描述.我们认为，这种动态触发的结果，激光诱导的修改的交换相互作用。为了描述这种振荡，我们用磁振子对算符和相干态来描述。这种方法使我们能够导出一个有效的反铁磁序参量时间演化的宏观运动方程。后者的一个含义是，光诱导自旋动力学代表的宏观纠缠的飞秒周期和纳米波长的磁振子对。通过在立方晶系KNiF $_3$和单轴晶系K $_2$ NiF $_4$共线海森堡反铁磁体中进行10飞秒分辨率的磁光泵浦探测实验，分别观测到22 THz和16 THz频率的相干振荡.作为温度的函数的检测到的频率理想地拟合双磁振子激发到Néel点。实验信号被描述为由于反铁磁矢量的纵向振荡的磁性线性二向色性的动力学。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin Hall and Nernst effects of Weyl magnons
在本文中，我们提出了一个简单的三维绝缘磁结构的模型，它代表了一个磁振子模拟的分层电子系统中所描述的[物理评论Lett。{ \bf 107}，127205（2011）]。特别是，我们的模型实现了外尔磁振子以及表面态的狄拉克光谱。在这个模型中，Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用负责分离动量空间中相对的Weyl点。我们计算了外尔和所谓的反常霍尔效应（AHE）磁振子的内禀（由于Berry曲率）输运性质。结果进行了比较与费米子类似物。
2018-06-08 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
Rolling Two-Dimensional Collinear Magnets into Chiral Nanotubes with $p$-Wave Magnetism
University of Münster（明斯特大学）；Johannes Gutenberg University Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）；Martin Luther University Halle-Wittenberg（马丁·路德·哈雷-维滕贝格大学）
本文展示将二维共线磁体（铁磁、反铁磁、交变磁体）卷成纳米管可产生由曲率、手性和磁序控制的丰富自旋对称性，手性纳米管中的共面自旋织构可实现$p$波磁性，并预测非相对论性Edelstein效应远超传统自旋轨道驱动转换。
2026-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon spin Hall magnetoresistance of a gapped quantum paramagnet
受最近实验工作的启发，我们考虑了正常金属和带隙量子顺磁体之间的自旋输运。我们模拟后者作为磁振子莫特绝缘相的易平面铁磁绝缘体。我们评估介导的铁磁体和相邻的正常金属之间的界面交换耦合的自旋电流。对于我们所考虑的强相互作用磁振子，这种自旋电流产生自旋霍尔磁阻，它强烈地依赖于磁场的大小，而不是它的方向。这封信可能会激发量子磁体相位的电检测，并将这些材料纳入自旋电子器件。
2019-09-26 cond-mat.mes-hall
Interfacial Spin and Heat Transfer between Metals and Magnetic Insulators
我们研究了热磁振子在正常金属/绝缘铁磁体界面的自旋和热输运中的作用，这超出了弹性电子自旋转移。使用界面交换哈密顿量，它耦合的巡游和本地化轨道的自旋，我们计算自旋和能量流为任意的界面温度差和失调的自旋积累在正常金属相对于铁磁顺序。磁振子对自旋电流的贡献导致磁序参量上的温度依赖性扭矩;然而，磁化强度的相干进动将自旋电流泵入正常金属，其幅度受热磁振子的存在的影响。
2014-09-25 cond-mat.mes-hall
Violation of the magnonic Wiedemann-Franz law in the strong nonlinear regime
著名的Wiedemann-Franz（WF）定律，它决定了电荷和热输运之间的关系，可以追溯到1853年Wiedemann和Franz的实验发现。尽管费米子和玻色子之间的量子统计性质存在根本差异，但最近通过发现磁振子输运的WF定律，发现低温下WF定律的线性$T$行为是普遍性质。然而，WF法是线性响应，是否普遍的法律是有效的，即使在玻色系统的非线性政权仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们为这一根本性挑战提供了解决方案。我们发现，在拓扑平凡的绝缘磁体的磁振子的热自旋输运系数的比例表现出不同的行为从线性响应和普遍的法律打破了强非线性制度。这一发现是在实验范围内与当前的设备和测量技术。我们的发现是基于磁振子的自旋电子学的关键成分，在自旋电子学设备的热磁转换元件的品质因数的评估中。
2022-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Spin Transport in Thick Insulating Antiferromagnetic Films
研究了单轴绝缘反铁磁体中磁振子激发的自旋输运。在自旋偏置和温度梯度的线性响应下，计算了正常金属-绝缘反铁磁体-正常金属异质结构的自旋输运性质。我们专注于厚膜制度，AF是厚于磁振子平衡长度。这种机制允许使用漂移扩散方法，这与Bender { \it et al.} 2017年，随机方法是合理的。我们得到了结构自旋Seebeck系数$\mathcal{S}$和磁振子电导$\mathcal{G}$的温度和厚度依赖性。在他们的评估中，我们将从场和温度依赖的自旋守恒磁振子间散射过程的影响。此外，界面自旋输运的微观模型，占在界面处的亚晶格对称性破缺评估的接触磁振子电导进行了研究。我们发现，虽然磁振子间散射稍微抑制自旋塞贝克效应，运输一般不受影响，与相关的自旋衰减长度被确定的非磁振子守恒过程，如吉尔伯特阻尼。此外，我们发现虽然结构自旋电导在自旋翻转转变附近可能会增强，但在正常金属处由于自旋阻抗，它并不发散|磁铁接口
2020-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Complete Hierarchy of Nonrelativistic Odd-Parity Spin Splitting in Collinear Magnets
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）
研究共线磁体中非相对论奇宇称自旋分裂，利用群论建立完整分类，推导相关映射与耦合规则，构建晶格模型，筛选数据库验证，得出h、k波磁体有反常霍尔响应，m波无，完成分波层级结构并建立对称标准。
2026-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological insulators and semimetals in classical magnetic systems
研究自然和人工材料中的拓扑相是现代物理科学和工程的中心课题之一。在经典磁系统中，自旋波（或磁振子）和磁孤子（如畴壁、涡旋、Skyrmion等）代表了两种重要的激发。近年来，磁振子和孤子晶体（或超材料）中的拓扑绝缘体和半金属态由于其有趣的动力学特性和在设计稳健的自旋电子器件方面的应用前景而引起了越来越多的关注。本文综述了结构经典磁学中拓扑相的研究进展。本文首先简要介绍了自旋波，讨论了自旋波的拓扑性质，包括磁振子霍尔效应、拓扑磁振子绝缘体和狄拉克（外尔）磁振子半金属。提出了拓扑磁振子器件的设想。然后，我们回顾集体坐标方法描述磁孤子晶格的动力学。阐述了教学拓扑模型如Su-Schrieffer-Heeger模型和Haldinger模型及其在磁孤子晶体中的表现。然后，通过对低维系统中的一阶拓扑绝缘相和呼吸晶体中的高阶拓扑态的理论分析，重点研究了磁孤子的拓扑性质。最后，我们讨论了磁子晶体和孤子晶体中边缘态的实验实现和探测。在结束本文之前，我们评论了挑战和未来前景。
2020-11-19 cond-mat.mes-hall
Exploration of magnon-magnon coupling in an antidot lattice: The role of non-uniform magnetization texture
本研究数值探究反点晶格磁振子晶体中的自旋波动力学，发现交换相互作用可引发基体态区模式与二阶径向边缘模式的强磁振子耦合，揭示非共线磁化织构对实现强耦合的重要作用，拓展了磁振子晶体研究方向。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall
Thermally assisted Skyrmion drag in a nonuniform electric field
磁Skyrmions是磁化矢量场的拓扑保护激发，特别是由于其高迁移率，在自旋电子学和自旋热电子学中具有很好的应用前景。Skyrmions可以通过自旋极化的电荷流或暴露于磁振子自旋流来操纵。在这里，我们提出了一个进一步的方法，通过施加一个非均匀的电场和均匀的热偏置驱动skyrmions。我们表明，不均匀的电扭矩导致一个有效的skyrmionic阻力，可以热辅助，以提高skyrmion速度。计算和分析仅限于绝缘样品;对于导电材料，还需要考虑不均匀电场对载流子的影响。
2019-02-12 cond-mat.mes-hall
Catalog of Unconventional Magnons in Collinear Magnets
发展自旋空间群理论描述共线磁构型，分类1421个共线SSG并构建能带表示，识别出498个含非常规磁振子的共线磁体，为探索无电荷输运提供新途径。
2024-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon thermal Hall effect in collinear antiferromagnets
L.D. Landau Institute for Theoretical Physics（列夫·朗道理论物理研究所）
研究了反铁磁体中磁子热霍尔效应的机制，揭示了磁子能谱的自旋-动量分裂和对称性破缺对热霍尔效应的影响
2026-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetization oscillations and waves driven by pure spin currents
纯自旋流--不伴随电流的角动量（自旋）流--研究的最新进展为基于电子自旋自由度的新兴技术（如自旋电子学和磁振子学）开辟了新的视野。与自旋极化的电流相比，纯自旋电流的主要优点是可以在没有电流流过材料的情况下对薄磁性膜中的磁化施加自旋转移力矩。除了最大限度地减少焦耳加热和电迁移效应外，这一特性还可以实现基于低损耗绝缘磁性材料的自旋扭矩器件，并提供前所未有的几何灵活性。在这里，我们回顾了最近的实验成果，在不同的磁性纳米系统的金属和绝缘磁性材料的纯自旋电流激发的磁化振荡的研究。我们讨论了自旋电流纳米振荡器的光谱特性，并将它们与由空间分辨测量确定的激发动态磁模式的空间特性联系起来。我们还表明，这些系统支持锁定的振荡到外部微波信号，以及它们的相互同步，并可用作有效的纳米级源的传播自旋波。
2016-09-22 cond-mat.mes-hall
Observation of Coherently Coupled Cation Spin Dynamics in an Insulating Ferrimagnetic Oxide
许多技术上有用的磁性氧化物是亚铁磁绝缘体，其由化学上不同的阳离子组成。在这里，我们研究了不同的磁性阳离子在亚铁磁性NiZnAl铁氧体（Ni $_{0.65}$ Zn $_{0.35}$ Al $_{0.8}$ Fe $_{1.2}$ O $_4$）在连续微波激发下的自旋动力学。具体来说，我们采用时间分辨的X射线铁磁共振分别探测Fe $^{2+/3+}$和Ni $^{2+}$阳离子在不同的亚晶格网站。我们的研究结果表明，旋进阳离子时刻保持刚性，共线配置内$\approx$ 2 $^\circ$。此外，对于铁氧体中的所有磁性阳离子，有效自旋弛豫在$<$ 10%以内是相同的。因此，我们验证了经常假设的“类铁磁”的动力学共振驱动的亚铁磁氧化物，从不同的阳离子的磁矩旋进作为一个连贯的，集体磁化。
2023-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of magnon hydrodynamics in collinear antiferromagnets
该研究提出了一种理论框架，用于研究反铁磁体中磁激子的流体动力学行为，揭示了磁激子间相互作用对自旋电流传播的显著影响，并提出了可访问性参数以量化内带动量转移。
2025-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Currents and Magnon Dynamics in Insulating Magnets
Nambu-Goldstone定理为相对论和非相对论系统提供了无隙模。绝缘磁体中的南武-戈德斯通玻色子被称为磁振子或自旋波，在磁化输运中起着关键作用。我们在这里回顾我们过去的工作在绝缘磁体的磁化输运，也增加了新的见解，特别是专注于磁振子运输。我们详细地总结了电子输运的磁振子对应物，如Wiedemann-Franz定律、Seebeck系数和Peltier系数之间的Onsager互逆关系、霍尔效应、超导态、约瑟夫森效应和环中的持续量子化电流等。聚焦于移动磁振子的电磁学，即，磁偶极子，我们从理论上提出了一种直接测量磁振子电流的方法。根据Mermin-Wagner-Hohenberg定理，自旋输运在一维反铁磁（AF）自旋-1/2链中发生了剧烈的变化;量子涨落破坏了Néel序，准粒子磁振子图像也被破坏了。相反，AF自旋链的低能量集体激发由Tomonaga-Luttinger液体（TLL）描述，该液体在足够低的温度下提供这种反铁磁体中的自旋输运性质的一些普遍特征。最后，我们列举了开放的问题，并提供了一个平台，讨论未来的方向磁。
2017-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Spontaneous Crystal Thermal Hall Effect in Insulating Altermagnets
本文在理论上证明具有交错磁对称性的共线补偿磁绝缘体可在零磁场下通过磁振子贝里曲率产生自发晶体热霍尔效应，并指出其可由Néel矢量取向和应变调控，同时讨论了MnF₂等候选材料。
2024-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetic Domain Wall as Spin Wave Polarizer and Retarder
作为磁性材料中磁序的集体准粒子激发，自旋波或磁振子在量子化时可以在导电和绝缘材料中传播。像操纵它的光学对应物一样，操纵自旋波偏振的能力不仅是重要的，而且是磁振子学的基础。在单一磁晶格下，铁磁体只能容纳右旋圆极化的自旋波模，这就没有极化操控的自由。相反，具有两个相反磁子晶格的反铁磁体具有左和右圆极化，以及所有的线性和椭圆极化。在这里，我们从理论上证明并通过微磁模拟证实，在存在Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的情况下，反铁磁畴壁自然地充当自旋波偏振器或自旋波延迟器（波板）。我们的研究结果提供了非常简单而灵活的路线，通过利用自旋波的极化自由度的磁振子信息处理。
2017-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Odd-Parity Magnons
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）
本文提出在共线反铁磁体中实现奇宇称磁子的机制，通过自旋点群分类和对称性分析，揭示了光或环流诱导的p波和f波磁子分裂，并预言了拓扑磁子相变及手性边缘态。
2026-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Insulating nanomagnets driven by spin torque
磁性绝缘体，例如钇铁石榴石（Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$），由于其低能量耗散和有效的自旋电流产生和传输，是用于超低功率自旋电子学应用的理想材料。最近，人们已经认识到，自旋霍尔效应可以非常有效地驱动微米尺寸的Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$ /Pt异质结构中的自旋动力学。我们在这里演示的Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$ /Pt纳米线的自旋动力学的自旋力矩铁磁共振的激发和检测。通过电子束光刻限定的纳米线通过常规室温溅射沉积在Gd $_3$ Ga $_5$ O $_{12 }$衬底上并剥离来制造。我们观察到类场和反阻尼类扭矩作用于磁化进动，这是由于同时激励奥斯特场和自旋霍尔扭矩。在宽的频率和功率范围内对Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$ /Pt纳米线进行了彻底的研究。我们观察到一个大的变化，在高微波功率的谐振场，这是由于减少有效磁化，由于微波吸收。这些加热效应在所研究的纳米结构中比在可比的微米尺寸的样品中显著得多。通过比较不同的纳米线宽度，磁化动力学的几何约束的重要性变得显而易见：量子化的自旋波模式的宽度的线中观察到的光谱。我们的研究结果是实现基于绝缘体的集成磁振子逻辑器件的第一块垫脚石，其中纳米磁体发挥着至关重要的作用。
2016-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
AC current generation in chiral magnetic insulators and skyrmion motion induced by the spin Seebeck effect
我们表明，温度梯度诱导交流电流在多铁性绝缘体时，样品被嵌入在一个电路。我们还表明，热梯度可以用来移动绝缘手征磁体中的磁skyrmions：从热到冷区域的诱导磁振子流通过磁振子自旋转移力矩驱动相反方向的skyrmions。这两个结果相结合，计算skyrmion运动对交流电流产生的影响，并表明绝缘体中的skyrmion是一个很有前途的路线自旋热电子学的应用。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Green's function formalism for spin transport in metal-insulator-metal heterostructures
我们开发了一个格林函数形式主义的自旋输运通过异质结构，包含金属铅和绝缘铁磁体。虽然这种形式主义原则上允许包含各种磁相互作用，我们专注于吉尔伯特阻尼。作为一个应用，我们考虑弹道自旋输运的交换磁振子在金属-绝缘体-金属异质结与无障碍。对于前一种情况，我们表明，无序和吉尔伯特阻尼之间的相互作用导致自旋电流波动。对于无无序的情况，我们得到了自旋电流随铁磁体厚度的变化关系。此外，我们表明，格林函数形式主义的结果同意在清洁和连续极限与线性化随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程。发展的格林函数形式主义是一个自然的出发点，在异质结构中，包含正常的金属和磁性绝缘体的磁振子输运的数值研究。
2017-09-12 cond-mat.mes-hall
Parametric generation of propagating spin-waves in ultra thin yttrium iron garnet waveguides
本文实验演示了超薄钇铁石榴石波导中自旋波的参量产生，结合布里渊光散射、微磁模拟与解析计算，证明辐射损耗决定参量不稳定性阈值，为集成磁子学发展奠定基础。
2020-02-14 cond-mat.mes-hall
Quantum Printing: Laguerre-Gaussian Beam Induced Topological Magnetic Textures
Nordita, Stockholm University（诺迪塔，斯德哥尔摩大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Department of Physics, IMS, University of Connecticut（康涅狄格大学物理系，物质科学研究所）
本文提出利用拉盖尔-高斯脉冲的光学磁场空间结构直接打印非共线磁纹理，无需材料各向异性或电流驱动，通过微磁模拟展示了拓扑电荷密度的产生和光学拓扑性质与偏振的控制。
2026-05-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Interplay between sublattice and spin symmetry breaking in graphene
我们研究了亚晶格对称性破缺对二维石墨烯以及锯齿形终止的一维和零维石墨烯纳米结构的电子、磁性和输运性质的影响。在共线平均场近似下，用哈伯德模型描述了系统。我们证明了对于非相互作用的二分晶格，当存在交错的在位势$\pm Δ/2$时，每个子晶格中原子数不等的中能隙态仍然存在。我们计算具有锯齿形边缘的2D和1D石墨烯的相图，在半填充时，由归一化相互作用强度$U/t$和$Δ/t$定义，其中$t$是第一邻居跳跃。在2D的情况下，我们发现系统总是绝缘的，我们发现$U_c(Δ)$曲线，在该曲线之上系统变成反铁磁的。在一维情况下，我们发现系统经历了从$U<U_C(Δ)$的非磁性绝缘体到具有铁磁边序和反铁磁边间耦合的相变。磁相的导电性质取决于$Δ$，可以是绝缘的、导电的，甚至是半金属的，但系统中的总磁矩为零。我们计算了两个非磁性石墨烯带电极连接到一个有限长度的扶手椅带的异质结的输运性质，我们发现了很强的自旋过滤器效应。
2012-01-17 cond-mat.mes-hall
Spin caloritronics in a CrBr$_3$-based magnetic van der Waals heterostructure
最近报道的绝缘二维（2D）材料，如三碘化铬（CrI $_3$）和三溴化铬（CrBr $_3$）中的磁有序，打开了新的可能性，基于2D系统的磁电子器件的制造。不可避免地，2D磁体中的磁化和自旋动力学与焦耳加热密切相关。因此，理解自旋、电荷和热之间的耦合，即自旋热电子效应，是至关重要的。然而，由于在空气中的不稳定性，二维铁磁体中的自旋热电子学仍然没有被探索。在这里，我们开发了一种制造方法，通过hBN封装将自旋活性接触与2D磁体集成，使我们能够探索这些材料中的自旋热电子效应。研究了不同磁场和加热电流条件下，CrBr $_3$ /Pt体系热自旋信号的角度依赖性。我们强调了一个显着的磁邻近效应从CrBr $_3$在Pt上揭示的异常能斯特效应在Pt的存在下，并建议从CrBr $_3$的自旋塞贝克效应的贡献。这些结果为未来使用空气敏感2D磁绝缘体的磁振子设备铺平了道路。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall
