Tunable Coupling, Topology, and Chirality by Antimagnons in Magnetic Multilayer
本研究提出2D-SSH4类SSH二维模型，通过反磁振子重构磁振子系统能带拓扑，实现可调自旋波耦合与手性，解释铁磁多层膜拓扑表面态起源，为拓扑磁振子器件提供设计框架。
2025-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of Co/Ni-based multilayers with Pd and Pt insertion layers
在这项研究中，Pd和Pt插入层的Co/Ni多层膜（ML）的磁性能，如磁各向异性，饱和磁化强度，矫顽力，磁畴尺寸和居里温度的影响，进行了研究。我们比较了三个系列的[Co/Ni/X]N ML系统（X = Pd，Pt，无插入层），改变单个Co层厚度以及重复次数N。对于不同的Co层厚度，所有三个系统的行为非常相似。对于所有系统，最大有效磁各向异性实现与Co层厚度在0.15 nm和0.25 nm之间的ML。从面外到面内系统的过渡发生在约0.4 nm的Co处。而[Co（0.2 nm）/Ni（0.4 nm）]N ML在6次双层重复后从面外到面内改变其优选的易磁化轴，Pd和Pt的插入导致这种过渡的延伸超过15次重复。最大有效磁各向异性增加了一倍以上，从[Co/Ni]3的105 kJ/m3增加到Pt和Pd的275和186 kJ/m3。此外，插入层大大降低了Co/Ni多层膜的初始饱和磁化强度（1100 kA/m），并将居里温度从720 K降低到500 K左右
2020-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal Spin Waves in Nanoscale Domain Walls Detected by Scanning X-ray Microscopy in Perpendicular Magnetic Anisotropic Fe/Gd Multilayers
本研究利用 STXM 技术在具有垂直磁各向异性的 Fe/Gd 多层膜中观测到 Bloch 型畴壁内短至 281 nm 的非互易自旋波，揭示了 Bloch 点对磁子相位演化的破坏作用，证实了畴壁可作为磁子器件中的可编程波导。
2023-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Dynamics in Patterned Magnetic Multilayers with Perpendicular Magnetic Anisotropy
在过去的几十年里，纳米结构中的磁化动力学已经被广泛研究，纳米磁学在这段时间里发生了显着的变化，发现了新的效应，开发了许多应用，并确定了有前途的新方向。这包括磁振子学，一个新兴的研究领域，面向自旋波动力学及其应用的研究。在这种情况下，薄铁磁薄膜与垂直磁各向异性（PMA）提供了有趣的机会，研究自旋波，特别是由于面外磁化剩磁或在相对较弱的外部磁场。这是唯一的磁化配置提供各向同性的平面内自旋波传播的样品平面内，前体积静磁自旋波几何形状。各向同性色散关系在设计信号处理设备中非常重要，为直接复制从光子学到磁振子学的各种概念提供了优越的前景。类似于光子或声子晶体，它们是光电子学和声子学的构建块，磁振子晶体被认为是磁振子应用中的关键部件。最近研究了纳米点阵列和具有周期性孔阵列的结构化铁磁薄膜，通常称为基于PMA多层膜的反点晶格。新的磁振子传播的自旋波模式，开发的带隙，和限制模式，有关的性质进行了论证。此外，非平凡的磁振子带拓扑的存在已被证明。此外，PMA和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的组合导致形成手性磁化状态，包括Néel畴壁，skyrmions和skyrmionium状态。
2022-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Transfer Torque and Electron-Magnon Scattering
根据自旋矩模型，铁磁多层膜中电流驱动的磁动力学由垂直于层磁化方向的电子自旋转移决定。通过分离对磁动力学的最大贡献，我们证明了自旋力矩的主导作用是由于电子自旋平行于场。我们表明，这种效果可以等效地描述为受激电流驱动的自旋波激发，并讨论四个具体的量子力学方面的自旋转移，不描述的自旋力矩。
2004-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Magnonic Proximity Effect in Insulating Ferro- and Antiferromagnetic Trilayers
设计基于自旋输运的器件，如磁振子晶体管或自旋阀，将需要由具有不同物理性质的不同磁性材料组成的多层系统。这种分层结构可以显示出各种界面效应，其中一类是邻近效应，其中在一个层中发生的某种物理现象泄漏到另一个层中。在这项工作中，磁邻近效应的原子自旋模型内的三层不同的铁磁和反铁磁材料进行了研究。我们发现在中心层的磁序-与较低的临界温度-增强，即使是铁磁体包围的反铁磁体的情况下。我们进一步表征这种邻近效应通过磁振子光谱的具体改变，特别是在中心层的反铁磁体的情况下。
2021-09-01 cond-mat.mtrl-sci
The role of magnetic dipolar interactions in skyrmion lattices
本文通过成像实验和解析模型，系统研究了多层膜重复次数从1到30时偶极相互作用对斯格明子晶格中平衡半径的影响，并揭示了外场成核可导致过填充晶格。
2024-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Observation of huge thermal spin currents in magnetic multilayers
热自旋泵构成了一种新的机制产生的自旋电流，但他们的弱强度构成了一个主要的障碍，其实用性。我们报告的现象，产生一个巨大的自旋电流的多层系统的中心区域，导致在一个巨大的自旋塞贝克效应的结构中形成的铁磁/金属双层重复。其结果是在多个界面的磁振子和电子自旋电流的相互转换的后果。这项工作为设计薄膜异质结构提供了可能性，这种异质结构可以促进热自旋电流在自旋电子学中的应用。
2015-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of coupling and magnon transport in magnetic metal-insulator hybrid structures
铁磁金属和绝缘体被广泛应用于磁振子自旋信号的产生、控制和探测。大多数磁振子结构主要基于磁性绝缘体或铁磁金属，而集成两者的异质结构较少探索。本文通过引入生长在Si衬底上的Pt/YIG/Py混合结构，研究了两层磁性层界面的磁耦合和磁振子传输。我们发现，在这种结构中，Py和YIG表现出强如150 mT的反铁磁耦合场，证明了振动样品磁强计和极化中子反射测量。通过控制各层厚度和外场，我们实现了平行和反平行磁化结构，并进一步利用它们来控制磁振子电流传输。通过自旋抽运和自旋Seebeck效应实验，我们证明了在室温下这种多层结构可以实现开/关比约为130%的磁振子自旋阀。由于磁振子电流的有效控制和与Si工艺的兼容性，Pt/YIG/Py混合结构在磁振子逻辑和存储器件中具有潜在的应用前景。
2020-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Phase Transitions of Chiral Spin Textures via Dipolar Coupling in Multilayered Films with Interfacial DMI
在正确的条件下，Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interactions）可以导致拓扑保护的自旋纹理，如skyrmions。自旋为基础的计算和存储器技术的应用是有前途的，需要详细考虑的作用的内在能量稳定的各种纹理观察到目前为止。在这里，我们的实验研究的偶极能量从层间耦合的rexonspin纹理发现在室温下的[ Pt \ Co \ Ir ] $_{\times N}$的界面多层膜的效果。通过增加层的重复次数N来修改总偶极能量，这导致不同相的手征磁织构。我们使用的相变，以估计的能量存在于dielectric薄膜D = 2.1 $\pm$ 0.1 mJ m $^{-2}$。与传统的垂直磁各向异性薄膜不同，这些多层膜具有有限的介电常数，表现出孤立的hedgehog skyrmion气泡以及具有摆线纯手性Néel壁的亚100 nm迷宫域，其依赖于介电常数以及总偶极能量。
2016-11-01 cond-mat.mtrl-sci
In-plane angular dependence of the spin-wave nonreciprocity of an ultrathin film with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
用布里渊光散射测量了自旋波在Pt/Co/Ni多层膜中的非互易传播。由于界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction），频率非互易性对磁振子波矢和所施加的磁场之间的面内角度具有正弦依赖性。的结果，这是在良好的协议与分析预测报告较早，产生一个值的磁振子色散关系的研究，这是相同的，以前获得的一个常数。我们已经证明，我们的磁振子动力学为基础的方法可以实验确定的多层薄膜的介电常数。
2015-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Spin transport in multilayer systems with fully epitaxial NiO thin films
研究了完全外延的γ-Fe $_2$ O $_3$ /NiO（001）/Pt和Fe $_3$ O $_4$ /NiO（001）/Pt三层薄膜中热自旋电流的产生和输运.垂直于样品平面的热梯度通过自旋塞贝克效应在亚铁磁磁赤铁矿（γ-Fe $_2$ O $_3$）和磁铁矿（Fe $_3$ O $_4$）薄膜中产生磁振子自旋电流。自旋电流传播穿过外延的反铁磁绝缘NiO层，然后通过反向自旋霍尔效应在Pt层中被检测到。的自旋信号的传输研究作为NiO的厚度，温度和亚铁磁材料的自旋电流产生的函数。在磁赤铁矿上生长的外延NiO中，自旋塞贝克信号作为NiO厚度的函数呈指数衰减，热生磁振子的自旋扩散长度为λ $_{MSDL}$ = $1.6 \pm 0.2$ nm，在很大程度上与温度无关。我们没有看到增强的自旋电流信号，如先前报道的某些温度和厚度的NiO。在磁铁矿上外延生长的NiO中，温度平均自旋扩散长度为λ $_{MSDL}$ = $3.8 \pm 0.3$ nm，并且当NiO厚度为0.8 nm时，我们观察到自旋信号的增强，这表明即使对于完全外延生长，生长条件也会显著影响NiO的自旋输运性质。与相干自旋输运的理论预测相反，我们没有看到外延和多晶NiO层之间有很大不同的自旋扩散长度。
2018-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Probing of the interfacial Heisenberg and Dzyaloshinskii--Moriya exchange interaction by magnon spectroscopy
这篇专题评论概述了最近的实验结果的定量测定的磁交换参数的磁性薄膜和多层膜，生长在不同的基板上。详细讨论了探测双磁性薄膜和界面上对称海森堡和反对称Dzyaloshinskiii-Moriya交换相互作用的实验方法。它解释了如何磁激发的实验频谱可以用来量化这些相互作用的强度。
2017-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strong Enhancement of Spin-Orbit Torques and Perpendicular Magnetic Anisotropy in [Pt0.75Ti0.25/Co-Ni multilayer/Ta]n Superlattices
该研究开发了[Pt0.75Ti0.25/Co-Ni多层膜/Ta]n超晶格，其自旋轨道力矩效率随n线性增加、垂直磁各向异性场增强超2倍且开关电流密度低，为自旋电子技术提供了优质材料候选。
2025-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Magnon Nonlinear Hall Effect in 2D Antiferromagnetic Insulators
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；South China Normal University（华南师范大学）
研究提出磁子非线性霍尔电流作为探测二维反铁磁绝缘体磁性的新方法，揭示其与磁结构的内在关联及多层反铁磁绝缘体的层间磁耦合特性。
2025-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spectroscopy of the spin waves of a synthetic antiferromagnet grown on a piezoelectric substrate
本研究针对压电衬底上生长的CoFeB/Ru/CoFeB人工反铁磁体，结合铁磁共振与传播自旋波光谱学提取自旋波声学支色散关系，发现其磁学特性与标准非压电衬底上的相当且符合理论，为微波声磁学扩展至单层磁体之外提供新平台。
2024-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Towards Time-Resolved Atomic Structure Determination by X-Ray Standing Waves at a Free-Electron Laser
我们证明了结构的灵敏度和准确性的驻波技术在高重复率的自由电子激光，FLASH在DESY在汉堡，通过测量从表面SiO2的Mo/Si多层膜的光电子产额。这些实验开辟了可能性，以获得前所未有的结构信息的吸附质和表面原子与皮米的空间精度和飞秒的时间分辨率。这项技术将大大有助于对催化表面的化学反应和超导体的结构动力学的基本理解。
2018-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal collective magnetostatic wave modes in geometrically asymmetric bilayer structure with nonmagnetic spacer
非互易性，即在相反方向上传播的自旋波的振幅和频率的不相等，是潜在的磁振子器件中的功能的关键属性。在这里，我们证明了实验和理论上的一个简单的方法，以诱导频率非互易性的静磁耦合铁磁双层结构的间隙壁的几何不对称性。利用布里渊光散射，我们证明了在不同铁磁层厚度的Fe $_{81}$ Ga $_{19}$ /Cu/Fe $_{81}$ Ga $_{19}$结构中两个集体自旋波模的形成。声学和光学集体自旋波模色散的实验重建和理论模拟表明，在波数为$22~\cdot~10^4$ rad cm $^{-1}$时，两者都具有几个百分点的非互易性。分析表明，反向传播的耦合模式的振幅向任何一个层的移位是负责的非互易性，因为显着的依赖性的自旋波频率上的层的厚度。所提出的方法，使多层铁磁结构的设计与给定的自旋波色散的磁振子逻辑门。
2023-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetoelastic coupling in Love acoustic waveguide based on uniaxial multilayered TbCo2/FeCo nanostructured thin film on Quartz ST-cut
铁磁薄膜中动态应变和磁化强度的耦合是一个非常重要的物理问题，它对多功能器件和信息处理具有重要的技术意义。动态应变可以由包括体波、表面波或导波的声波产生。在这项工作中，我们提出的理论和实验研究的纯剪切水平（SH）波与单轴多层TbCo 2/FeCo薄膜的延迟线配置上的石英ST-90 X切割制作的相互作用。我们从理论上评估了相速度随磁场变化的演化，并从实验上评估了透射系数的变化。一个压磁模型，使我们能够计算的弹性刚度常数的多层作为一个功能的应用磁场。该模型还实现了声波频散曲线的计算。我们表明，相速度的演变是由C66弹性刚度常数的变化所预期的情况下，剪切水平表面波。所制造的设备，让我们在410 MHz和1.2 GHz，分别激发基波和三次谐波剪切模式。对于这两种模式，理论结果证实了很好的实验。在1.2 GHz的模式具有接近2.5%的最大相速度偏移和衰减达到500 dB/cm，灵敏度高达250 ppm/Oe。报告的理论模型和实验结果是巨大的兴趣，先进的设备的发展磁场传感应用以及调查磁振子-声子相互作用在一个基本的水平。
2020-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Enhancement of spin-orbit torque efficiency by tailoring interfacial spin-orbit coupling in Pt-based magnetic multilayers
利用自旋矩铁磁共振研究了Pt/Co/Py三层膜中Co层厚度对自旋输运和自旋轨道矩的影响。界面垂直磁各向异性能量密度（$K_s = 2.7~erg/cm^2$），其由Pt/Co界面中的界面自旋-轨道耦合（ISOC）主导，总有效自旋混合电导（$G_{eff,tot} = 0.42 {\times} 10^{15}~Ω^{-1} m^{-2}$）和双磁振子散射（$β_{TMS} = 0.46~nm^2$）首先被表征，通过改变Co层的厚度，定量计算了类阻尼转矩（$ξ_{DL}$ = 0.103）和类场转矩（$ξ_{FL}$ = -0.017）的效率。Pt/Co/Py双层膜体系中$ξ_{DL}$和$ξ_{FL}$的显著增强源于界面Rashba-Edelstein效应，这是由于Pt/Co界面处Co-3d和Pt-5d轨道之间存在较强的ISOC。此外，我们还发现了一个相当大的面外自旋极化SOT，这归因于自旋反常霍尔效应和可能的自旋旋进效应，由于IPMA诱导的Pt/Co界面垂直磁化。我们的研究结果表明，Pt/Co界面的ISOC在自旋输运和SOTs产生中起着至关重要的作用。我们的发现提供了一种替代方法，以提高传统的SOT的效率，并产生非传统的SOT与面外自旋极化，以开发低功耗的Pt基自旋电子通过定制的Pt/FM接口。
2022-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-wave spectra in antidot lattice with inhomogeneous perpendicular magnetocrystalline anisotropy
磁振子晶体是具有周期性变化的磁性的结构，其用于控制集体自旋波激发。利用微磁学模拟方法，研究了具有垂直磁各向异性（PMA）多层薄膜的二维反点晶格中的自旋波谱。我们发现，修改的PMA附近的反点边缘引入有趣的修改的自旋波谱，即使在完全饱和状态。特别是，光谱分裂在两种类型的激发，体模的振幅集中在一个均匀的部分antidot晶格，和边缘模式的振幅本地化的减少PMA在antidot边缘的轮辋。它们对几何或材料参数的依赖是不同的，但在共振条件满足，我们发现强杂交体和径向边缘模式之间。有趣的是，在体和边缘的基本模式之间的杂交是静磁的起源，但交换相互作用确定高阶径向边缘模式和基本体模式的反点晶格之间的耦合。
2022-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
