Electrically Active Domain Wall Magnons in Layered van der Waals Antiferromagnets
本文从理论上研究了易轴层状范德瓦尔斯反铁磁体中畴壁磁振子的基本集体激发,它们表现为耦合自旋超流体的简正模。我们发现,由于VDW磁体中的自旋-电荷耦合,这种DW磁振子可以通过电压感应扭矩激活,从而为它们的低耗散和纳米级激发提供了一条路径。此外,可以通过施加破磁静态磁场来控制在某一频率下的电激活和DW磁振子的数量,从而增加通过它们的信号传输的可调谐性。我们的研究结果强调,在VDW磁体的畴壁提供了一个有前途的平台,在自旋电子学和磁学的广泛探索路由相干自旋信息。
2022-04-29 cond-mat.mes-hall
Influence of yttrium iron garnet thickness and heater opacity on the nonlocal transport of electrically and thermally excited magnons
研究了钇铁石榴石(YIG)中电激发和热激发磁振子随厚度变化的非局域输运行为。对于电注入的磁振子,非局域信号随着YIG厚度的增加而单调减小。对于热产生的磁振子的非局域行为,或非局域自旋塞贝克效应(SSE),我们观察到的符号反转发生在一定的加热器-探测器的距离,它是由YIG/加热器界面的不透明度和YIG厚度的影响。我们的非局域SSE结果可以定性地解释体驱动SSE机制与磁振子扩散模型。利用二维有限元模型(2D-FEM)估算了室温下YIG的体自旋Seebeck系数。实验和模拟结果之间的定量差异表明,除了磁振子扩散和弛豫,更复杂的过程,特别是接近接触。
2016-08-03 cond-mat.mes-hall
Electrically induced strong modulation of magnons transport in ultrathin magnetic insulator films
通过磁绝缘体的磁振子输运可以由电流偏置的重金属栅极控制,该重金属栅极通过磁振子密度来调制磁振子电导率。在这里,我们报告的非线性调制效应在10 $\,$ nm厚的钇铁石榴石(YIG)薄膜。调制效率大于40%/mA。对于400 $\,$ nm宽的Pt栅极,在高DC电流密度(2.2 $\times 10^{11}\,$ A/m $^{2}$)下的自旋输运信号饱和,这表明即使在高电流水平下,尽管膜的高磁质量,也不能达到磁不稳定性。
2020-11-16 cond-mat.mes-hall
Electrically Driven Bose-Einstein Condensation of Magnons in Antiferromagnets
我们探索了在绝缘反铁磁体中实现磁振子的电驱动玻色-爱因斯坦凝聚的途径。即使在绝缘的反铁磁体中,局域自旋也可以通过自旋转移矩和自旋泵激与相邻金属中的巡游自旋强耦合。我们描述了在相邻的正常金属中,由沿交错场极化的自旋积累控制的稳态磁振子凝聚的形成。反铁磁体中存在两种类型的磁振子,它们具有相反的磁矩。因此,与铁磁体相反,玻色-爱因斯坦凝聚可以发生在自旋积累的任一符号上。即使在室温下,当与正常金属的相互作用比反铁磁体内的弛豫过程快时,这种冷凝也可能发生。在反铁磁体中,凝聚体的工作频率比铁磁体快几个数量级。
2016-12-01 cond-mat.mes-hall
Phase-resolved electrical detection of coherently coupled magnonic devices
我们演示了在钇铁石榴石/坡莫合金(YIG/Py)薄膜双层器件中的磁振子-磁振子混合动力学的电学探测。通过导电Py层的直接微波电流注入激发由Py的均匀模式和YIG的第一自旋驻波($n=1$)模式组成的混合动力学,它们通过界面交换耦合。这两种混合模式,与Py或YIG为主的激励,可以通过自旋整流信号从导电Py层检测,提供耦合动力学的相位分辨率。的相位特性也适用于一个非局部激发的Py设备,揭示了由于垂直奥斯特场的额外的相移。我们的研究结果为探索混合磁振子动力学及其相位提供了一个器件平台,这对于实现磁振子激发的相干信息处理至关重要
2021-05-24 cond-mat.mes-hall
Vector Magnonics: Electrical Injection and Control of Spin Flow in Altermagnets
Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学);Anhui University(安徽大学);Southeast University(东南大学)
研究通过电注入矢量磁自旋流实现交替磁体中自旋流的控制,揭示了其独特的传输特征及Néel矢量方向的实验区分方法。
2026-05-02 cond-mat.mes-hall
Electrical Activity of Topological Chiral Edge Magnons
针对拓扑磁振子绝缘体的手性边缘磁振子难以实验探测的问题,研究发现相对论性磁电耦合可使其具备电活性,预测了相关电极化现象与电吸收带隙内信号,提出太赫兹光谱可用于拓扑磁振子探测。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory for electrical detection of the magnon Hall effect induced by dipolar interactions
我们推导了磁绝缘体中偶极相互作用对自旋扩散输运的反常霍尔贡献。磁振子,在这些系统中的角动量的载体,被证明有一个非零的Berry曲率,导致在一个可测量的霍尔效应。对于钇铁石榴石(YIG)薄膜,我们计算了反常和磁振子自旋电导率。我们表明,对于一个磁场垂直于薄膜的反常霍尔电导率是有限的。这导致非零霍尔信号,其可以使用在YIG薄膜的顶部上布置成霍尔条的坡莫合金条进行实验测量。我们表明,电检测和注入自旋是可能的,通过解决由此产生的扩散弛豫方程的霍尔酒吧。我们预测的实验测量的霍尔系数的温度和磁场强度的范围。最引人注目的是,我们表明,有一个符号的变化与增加的薄膜厚度的霍尔系数。
2021-04-22 cond-mat.mes-hall
Magnon Planar Hall Effect and Anisotropic Magnetoresistance in a Magnetic Insulator
对于平行于或垂直于磁有序导体或半导体中的磁化方向行进的电荷电流,电致伸缩性可以不同,导致众所周知的平面霍尔效应和各向异性磁阻。本文研究了磁绝缘体Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$中磁振子的类似各向异性磁输运行为。电和热磁振子注入,和电检测方法在室温下使用的横向和纵向的几何结构,以测量磁振子平面霍尔效应和各向异性磁阻,分别。我们观察到,相对于平均磁振子电导率,即$|(σ_{\parallel}^{\textrm{m}}-σ_{\perp}^{\textrm{m}})/σ_{0}^{\textrm{m}}|$,平行和垂直于磁化方向的磁振子电流电导率之间的相对差异约为5%,大多数测量设备显示$σ_{\perp}^{\textrm{m}}>σ_{\parallel}^{\textrm{m}}$。
2016-12-25 cond-mat.mes-hall
Temperature dependence of the magnon spin diffusion length and magnon spin conductivity in the magnetic insulator yttrium iron garnet
我们提出了一个系统的研究扩散磁振子自旋输运的温度依赖性,使用非本地设备的几何形状。在我们的测量中,我们检测自旋信号所产生的电和热的磁振子产生,我们直接提取的磁振子自旋扩散长度$λ_m$的温度从2到293 K。从电和热生成获得的$λ_m$值在实验误差范围内一致,室温下的$λ_m=9.6\pm0.9$ $μ$ m到30 K下的最小值$λ_m=5.5\pm0.7$ $μ$ m。利用二维有限元模型拟合电磁振子产生的数据,我们提取了磁振子自旋电导率$σ_m$作为温度的函数,它从室温下的$σ_m=5.1\pm0.2\times10^5$ S/m降低到5 K下的$σ_m=0.7\pm0.4\times10^5$ S/m.最后,我们观察到一个增强的信号起源于热产生的磁振子的低温,其中观察到的最大值周围$T=7$ K。然而,这种低温增强的解释仍然缺失,需要进一步的调查。
2016-07-06 cond-mat.mes-hall
Direct Observation of Magnon Modes in Kagome Artificial Spin Ice with Topological Defects
我们研究了人工自旋冰(ASI)的自旋动力学,其中拓扑缺陷限制磁振子模式在Ni $_{81}$ Fe $_{19}$纳米磁体排列在一个互连的kagome晶格。利用布里渊光散射显微镜对磁无序态进行研究,发现磁振子共振依赖于磁力显微镜检测到的拓扑缺陷结构。在实验和模拟中,狄拉克弦上的纳米磁体和反狄拉克对之间的纳米磁体在磁振子频率上都显示出明显的变化。我们的工作是通过微波辅助开关和基于ASI的可重编程磁振子来创建和湮灭狄拉克弦的关键。
2019-10-02 cond-mat.mes-hall
Electrical control of magnons in multiferroic NiI$_2$
本文通过从头计算研究了单层多铁性 NiI$_2$ 中电场对磁振子谱的调控,发现铁电极化引起磁振子能量劈裂,并展示了电场对磁振子劈裂和态密度奇点的调制,为二维极限下电学可调磁学器件设计提供了新途径。
2024-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A generalized model of magnon kinetics and subgap magnetic noise
磁噪声谱为磁性材料的自旋动力学研究提供了一种非侵入性的探测手段。我们考虑二维磁有序绝缘体与磁振子激发,特别是那些支持长距离磁振子输运,其中氮空位(NV)中心,使访问(近)弹道输运制度的磁振子。我们发展了一个广义的理论来描述在很宽的长度尺度范围内的磁振子输运。从Boltzmann方程导出了纵向动态自旋磁化率,并将其推广到Lindhard形式,该形式被自旋守恒的磁振子碰撞和自旋弛豫所修正。我们的结果是一致的扩散(弹道)模型的长度尺度远大于(小于)的磁振子平均自由程,并提供了一个描述的中间制度。我们还对不同磁振子输运区的NV跃迁速率进行了预测。
2022-05-06 cond-mat.mes-hall
Gate control of magnon spin transport in unconventional magnon transistors based on the van der Waals antiferromagnet CrPS4
本研究针对磁子自旋电子器件的磁子输运调制需求,基于范德华反铁磁体CrPS4设计了双端(同一接触兼注入器和门)和三端(门在输运通道外)非常规磁子输运器件,实现了无相干磁子扩散输运调制,电、热生成磁子输运调制效率分别达25%/mA和16%/mA。
2024-11-28 cond-mat.mes-hall
Critically Enhanced Magnon Transport in Low-dimensional Magnets
Institute for Materials Research, Tohoku University(东北大学材料科学研究所)
研究从体材料到二维极限的磁振子输运,发现具有长程偶极相互作用的准二维磁体中磁振子电导率呈对数发散,解释了超薄钇铁石榴石薄膜中异常大的磁振子电导率。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall
Spin transport in an electrically-driven magnon gas near Bose-Einstein condensation: Hartree-Fock-Keldysh theory
本文对处于均匀外磁场中的易平面铁磁绝缘体,通过自旋霍尔效应在金属中注入直流自旋电流,并与声子池和正常金属池接触,进行了理论研究。Keldysh路径积分形式主义被用来模拟磁振子气体驱动到一个非平衡稳态的不匹配浴温度和/或电注入,我们分析了磁振子系统在正常(未凝聚)状态,但接近玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的不稳定性,在自洽的Hartree-Fock近似。我们发现,稳态磁振子分布函数一般具有非热形式,不能用单一的有效化学势和有效温度来描述。我们还表明,在电驱动的磁振子系统中的BEC不稳定性是由一个符号变化的磁极的虚部的长波长磁振子模式和发散的非平衡磁振子分布函数。在两个浴温的存在下,我们发现超流序参量涨落的关联长度表现出非平凡的有限温度交叉行为,比在平衡稀玻色气体中真空-超流转变的标准交叉行为更丰富。我们研究了这些热交叉的磁振子自旋电导率的后果,并获得在附近的电诱导BEC不稳定性的自旋电导率的平方根发散的倒数。一个自旋电子学设备能够测试我们的自旋输运预测进行了讨论。
2019-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Quantitative comparison of magnon transport experiments in three-terminal YIG/Pt nanostructures acquired via dc and ac detection techniques
纯自旋电流的全电产生和检测是控制磁有序绝缘体中扩散磁振子输运的一种很有前途的方法。我们定量地比较了两种测量方案,这允许测量的磁振子自旋输运的三端设备的基础上的钇铁石榴石薄膜。我们证明了基于电流反转技术的直流充电电流方法和利用一次和二次谐波锁定检测的交流充电电流方法都可以有效地区分电注入和热注入磁振子。此外,这两种测量方案允许调查的调制磁振子运输所引起的一个额外的直流充电电流施加到中心调制器条。然而,虽然在低调制器充电电流这两种方案产生相同的结果,我们发现明确的差异高于一定的阈值电流。这种差异源于调制器电流对磁振子电导的非线性效应。
2020-08-04 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Magnonic Bound States in the Continuum
本文提出利用连续谱中的磁振子束缚态(BIC)通过电流有效降低磁振子耗散,在反铁磁耦合波导中实现无耗散传输,并分析了关键参数影响,可应用于磁振子延迟线设计。
2025-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Topological switching in bilayer magnons via electrical control
Xi’an Jiaotong University(西安交通大学);Nanyang Technological University(南洋理工大学);Yancheng Institute of Technology(盐城工学院)
提出通过垂直电场调控双层铁磁绝缘体中的层间势能差,从而改变磁振子能带拓扑和非互易动力学,实现电控拓扑磁振子开关。
2025-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon-mediated electric current drag and nonlocal spin-Peltier effect in the ac regime
Freie Universität Berlin(柏林自由大学)
本文研究了在交流电场作用下,正常金属与磁序绝缘体界面处电子-磁激子耦合导致的自旋电子学和自旋热学效应,分析了磁激子介导的电流拖拽及非局域自旋-珀蒂效应的机制。
2026-01-19 cond-mat.mes-hall
Active nonreciprocal cloaking for pseudo-Hermitian magnons
本研究通过构建具备PT对称性的磁振子通道,实现了电控非互易的磁振子单向隐身,验证了实验可行性,并展示了其在磁振子轨道角动量态操控中的应用潜力。
2024-10-04 cond-mat.mes-hall
Coupling of plasmons to the two-magnon continuum in antiferromagnets
Institute of Physics, Johannes Gutenberg-University Mainz(美因茨约翰内斯·古腾堡大学物理研究所)
研究提出在反铁磁绝缘体中等离子体与双磁子连续谱的耦合机制,实现零温下无需自旋轨道耦合的强耦合,促进磁性和电荷激发的相干能量与信息传输。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall
Control of nonlocal magnon spin transport via magnon drift currents
在磁性绝缘体中通过磁振子扩散的自旋输运对于广泛的基于自旋的现象和器件是重要的。然而,缺乏磁振子等效的电力是一个瓶颈。在这项工作中,我们证明了控制产生的钇铁石榴石/铂异质结的磁振子漂移电流。通过对非相干磁振子进行电注入和检测,我们发现了源于界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的磁振子漂移电流。我们可以通过磁场的方向来进一步控制磁振子的漂移。漂移电流使磁振子传播长度相对于扩散的变化最多达$\pm$ 6%。我们推广的磁振子自旋输运理论,包括有限的漂移速度所造成的任何反转不对称相互作用,并获得与我们的实验一致的结果。
2021-06-24 cond-mat.mes-hall
k-Selective Electrical-to-Magnon Transduction with Realistic Field-distributed Nanoantennas
University of Vienna(维也纳大学);TU Wien(维也纳工业大学);INNOVENT e.V. Technologieentwicklung(INNOVENT应用技术发展中心)
本文建立全电传播自旋波谱学框架,结合真实纳米天线电磁近场与微磁动力学模拟,推导k-加权函数并实验验证,为片上磁子换能器提供可调谐k空间滤波设计规则。
2025-11-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Multiferroic Magnon Spin-Torque Based Reconfigurable Logic-In-Memory
针对磁振子逻辑缺乏高效电学操控的问题,本文利用多铁性铁酸铋中铁电极化对非共线反铁磁结构及磁振子自旋力矩的调制,在单器件中实现可重构存内逻辑。
2023-09-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electrical detectability of magnon-mediated spin current shot noise
本文分析了典型电学探测自旋泵浦实验中磁子介导的自旋电流散粒噪声,发现其电压噪声远小于Johnson-Nyquist噪声且无法通过调节样品几何结构增强,为实验探测压缩磁子提供了指导。
2023-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically induced angular momentum flow between separated ferromagnets
本文提出并实验验证了一种在抗磁衬底上分离铁磁金属条之间通过电激发和电检测实现微米尺度长程角动量输运的新概念,分离了磁振子贡献,为不依赖磁性绝缘体的磁振子器件奠定基础。
2023-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent control of Floquet-engineered magnon frequency combs
Radboud University(拉德堡德大学)
本文针对磁振子频率梳的相干控制问题,提出利用纳秒电压脉冲调节脉冲参数控制磁振子与涡旋核的非线性能量转移,实现Floquet工程化磁振子频率梳的启动或抑制,确立了涡旋磁系统作为Floquet工程平台的潜力。
2025-11-19 cond-mat.mes-hall
Electrical reversal of the sign for magnon thermal Hall coefficient in a van der Waals bilayer antiferromagnet
本研究以双层H型堆叠反铁磁2H-VSe₂为平台,提出垂直电场调控的磁振子热霍尔效应,通过第一性原理计算与线性自旋波近似分析,发现电场反转可改变热霍尔系数符号,为全电磁振子自旋电子学提供平台。
2024-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of local moment models with strong spin-orbit coupling
利用Kitaev-Heisenberg模型,研究了二维蜂窝晶格中电绝缘强自旋轨道耦合磁有序相的热导率随磁场和晶格的变化规律.根据模型参数,如自旋-轨道诱导的各向异性耦合的相对强度,许多磁有序相是可能的。在这项工作中,我们研究了两种不同的制度的热输运取决于是否占主导地位的声子或磁振子的特征能量,并专注于两种不同的弛豫机制,边界散射和磁振子-声子散射。对于空间各向异性的磁相,当磁能尺度占主导地位时,热导率张量可以是高度各向异性的,因为磁自由度在远低于磁转变温度的温度下主导热输运。在声子能量尺度占主导地位的相反限制中,热导率将接近各向同性,反映了蜂窝晶格假设的各向同性(在低温下)声子色散。我们进一步讨论了在绝缘磁相的局部矩制度中,强自旋轨道诱导的各向异性耦合对热输运性质的影响程度。所开发的方法可以应用于任何2D磁振子-声子系统,更重要的是,可以应用于无法找到解析Bogoliubov变换并且磁振子带不一定是各向同性的系统。
2016-12-06 cond-mat.mes-hall
Pure spin currents in magnetically ordered insulator/normal metal heterostructures
纯自旋电流,即没有伴随电荷电流的角动量的传输,从基础和应用的角度来看,代表了现代自旋电子学中一个新的,有前途的途径。这种纯自旋电流不仅可以通过移动的载流子在电导体中流动,而且可以作为自旋激发量子流在磁有序的电绝缘体中流动。在过去的几年中,在由磁有序绝缘体与正常金属界面组成的异质结构中已经获得了显着的结果,其中纯自旋电流流过界面。这篇专题评论文章涉及磁有序绝缘体中纯自旋电流的基本原理、实验发现和最新发展。在这里,我们把我们的重点放在四个不同的表现形式的纯自旋电流在这样的异质结构:自旋泵效应,纵向自旋Seebeck效应,自旋霍尔磁阻和全电检测的磁振子输运在非本地设备的概念。在这篇文章中,我们利用一个共同的理论框架来解释所有四种效应,并解释实验中使用的重要材料系统(特别是稀土铁石榴石)。对于每种效应,我们介绍了基本的测量技术和检测方案,并讨论了它们在实验中的应用。我们通过报告每个领域的最新进展和讨论我们小组的研究重点来说明在每个领域取得的显著进展。最后,我们总结了评论文章展望未来的挑战和障碍,在磁有序绝缘体/正常金属异质结领域的纯自旋电流。
2018-02-23 cond-mat.mes-hall
Long distance transport of magnon spin information in a magnetic insulator at room temperature
自旋信息的传输已经在各种材料中进行了研究,例如金属,半导体和石墨烯。在这些材料中,自旋通过传导电子的扩散来传输。在这里,我们研究了自旋在磁性绝缘体中的扩散和弛豫,其中大的带隙阻止了电子的运动。然而,自旋仍然可以通过非平衡磁振子的扩散来传输,磁振子是磁有序材料中自旋波激发的量子。在这里,我们的实验表明,这些磁振子可以激发和检测完全电的线性响应,并可以通过磁绝缘体钇铁石榴石(YIG)的距离高达40微米的自旋角动量。我们确定两个运输制度:扩散限制制度的距离短于磁振子弛豫长度,和弛豫限制制度的较大距离。用一个类似于电子自旋输运的扩散-弛豫模型的模型,在室温下,我们在200 nm的YIG薄膜中提取了磁振子弛豫长度λ = 9.4 μ m。
2015-05-23 cond-mat.mes-hall
Magnon Landau-Zener tunnelling and spin current generation by electric field
本文提出利用含时电场通过阿哈罗诺夫-卡什尔效应产生磁振子自旋流,并在一维铁磁SSH模型中证明该自旋流由垂直磁化的电场分量主导且与能带几何密切相关。
2024-12-30 cond-mat.mes-hall
Spin wave localization and guiding by magnon band structure engineering in yttrium iron garnet
在自旋电子学中,自旋波激发在磁有序材料中的传播也可以用来传输和处理信息。在这方面,最受欢迎的材料之一是亚铁磁绝缘体钇铁石榴石,由于其非常小的自旋波阻尼参数。虽然小的弛豫速率允许磁激发的大传播长度,但它也导致磁特性的非局部性。通过对自旋波成像,绘制了它们的能带结构。在这样做时,波矢量的选择,以抑制色散效应在很大程度上允许本地测量自旋弛豫。此外,我们证明了更高的控制磁振子的传播,通过采用波矢量的选择性附近避免交叉的不同自旋波模式的群速度接近零。在这里,本地工程的色散允许构建磁振子波导,并在同一时间揭示了当地的弛豫特性。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall
Non-local magnon transconductance in extended magnetic insulating films.\\ Part I: spin diode effect
本研究通过实验探究YIG薄膜中磁振子跨导的类二极管不对称特性,揭示低能磁振子随自旋转移强度增加依次经历弹道、高关联饱和、扩散三种输运区域,补充了磁振子全谱研究的相关内容。
2023-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-local magnon transport in the compensated ferrimagnet GdIG
本文研究了磁振子在补偿铁磁绝缘体Gd_3Fe_5O_(12)(GdIG)中的扩散输运。磁振子的注入和检测电在非本地测量配置通过两个平行的铂条沉积在铁磁顶部。GdIG表现出丰富的磁振子谱,在室温下有几个热布居磁振子带。我们观察到一个很强的温度和场的依赖性的非本地电压的检测条。在磁化补偿温度以下,我们发现增加的磁场引起非局部信号的意外增强。与原子模型得到的GdIG自旋波谱的比较表明,热磁振子布居对于理解非局域电压信号是重要的。
2017-05-08 cond-mat.mes-hall
Strongly coupled magnons and cavity microwave photons
我们实现了一个腔磁振子-微波光子系统,其中磁偶极相互作用介导了亚铁磁体中大量自旋的集体运动与三维腔中微波场之间的强耦合。通过缩小腔体尺寸和增加自旋数,实现了超强耦合机制,协同度达到12600。有趣的动态功能,包括经典的拉比振荡,磁致透明,和珀塞尔效应证明在这个高度通用的平台,突出了其巨大的潜力,为相干信息处理。
2014-05-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrical Injection and Transport of Coherent Magnons in Non-Collinear Antiferromagnets
本研究预测非共线反铁磁体中由金属接触电注入的相干磁振子可携带 Néel 矢量与磁化强度双重自旋极化,并阐明其张量界面注入及振荡输运机制。
2025-03-16 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
Probing magnon-magnon coupling in exchange coupled Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$/Permalloy bilayers with magneto-optical effects
我们研究了Y-$_3$-$_5$-O $_{12}$(YIG)/坡莫合金(Py)耦合双层膜的磁感应透明(MIT)效应。测量是通过外差检测的耦合磁化动力学,使用一个单一的波长,探测磁光克尔和法拉第效应的Py和YIG,分别。MIT效应的明显特征是由YIG的自旋驻波引起的Py的深调制铁磁共振。我们发展了一个唯象模型,很好地再现了实验结果,包括感生振幅和相位的演变所造成的磁振子-磁振子耦合。我们的工作为研究相位分辨自旋动力学和混合磁振子系统提供了一条新的途径。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum kinetic theory of spin-transfer torque and magnon-assisted transport in nanostructures
从理论上研究了自旋涨落在磁结电荷输运中的作用。最近的实验,测量的电流对电偏压的非线性依赖性的动机,我们开发了一个系统的理解纳米磁性结中的电荷和自旋动力学的相互作用。我们的模型捕捉到了两个不同的功能所产生的这些波动:磁振子辅助运输和自旋转移力矩的磁导的影响。后者源于自旋电流波动引起的结中的磁失准。随着温度的降低,非弹性量子散射取代了热波动,表现出的特征使其很容易与磁振子辅助传输区分开来。
2018-11-02 cond-mat.mes-hall
Magnon spin capacitor
本文提出在两个交换耦合铁磁体之间的结处可实现磁振子自旋电容器,其自旋积累与化学势差耦合,结构等效于与自旋电阻串联的电容器,数值计算表明其电容在皮法拉到微法拉之间,具有实际应用价值。
2024-05-06 cond-mat.mes-hall
Electric-Polarization Probe of the Magnon Orbital Moment Current in Altermagnet
Indian Institute of Technology Kanpur(坎普尔印度理工学院)
本研究提出了一种通过电极化探测磁极子轨道矩电流的方法,利用六方Altermagnet实现了约0.4μV的实验电压,为轨道电子学提供了低损耗信息载体的理论基础。
2026-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-local magnon transport in a magnetic domain wall wave guide
磁畴壁用作低能量磁振子的波导。在本文中,我们开发的非局域传输的理论,这些束缚磁振子通过铁磁绝缘体注入和检测电相邻的正常金属引线的自旋翻转散射过程和(逆)自旋霍尔效应。我们的设置需要一个双重简并的磁基态,我们实现了易轴和难轴各向异性,在铁磁绝缘体。这很容易通过广泛的材料提供。畴壁是系统的一个拓扑保护特征,通过它我们得到了非局域自旋输运,从而为可重构磁振子器件提供了一个框架。
2021-05-04 cond-mat.mes-hall
Magnon spin photogalvanic effect induced by Aharonov-Casher phase
本文提出磁振子自旋光电流效应(SPGE),通过光的电场直接激发和控制磁振子,包含五种几何起源贡献,并可通过拓扑相变测量。
2024-07-31 cond-mat.mes-hall
Optoelectronic control of spin dynamics at near-THz frequencies in magnetically doped quantum wells
我们使用时间分辨的克尔旋转演示的电子和本地的时刻(Mn)自旋动力学的光和电子调谐的电门控抛物量子阱来自II-VI稀磁半导体。在磁场为3 T、温度为5 K的条件下,通过改变电偏压或激光能量,电子自旋进动频率在0.1 ~ 0.8 THz范围内变化。电调谐的有效电子g因子的相应范围与类似的III-V抛物量子阱相比大一个数量级。此外,我们证明,这样的结构允许电调制的本地力矩动力学在固体状态下,这表现为在电偏压下的Mn自旋进动信号的振幅和寿命的变化。电子和锰离子自旋动力学的大的变化被解释的spd交换重叠的幅度的变化。
2004-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Identifying, and constructing, complex magnon band topology
本文借鉴拓扑量子化学方法,提出利用可分解基本能带表示和对称性数据高效识别并构造材料中的拓扑磁振子能带,为自旋电子学相干输运提供新途径。
2022-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnon-drag thermopile
自旋电子学中的热电效应作为纳米结构中的热管理和通过使用热流来控制自旋信息的手段正受到越来越多的关注。热磁振子(自旋波量子)预计将发挥重要作用,然而,对所涉及的基本物理机制知之甚少。原因是缺乏有关磁振子相互作用的信息,也缺乏获得磁振子相互作用的可靠方法,特别是对于电导体,因为电子的影响错综复杂。在这里,我们展示了一个概念上的新设备,使我们能够收集信息的磁振子电子散射和磁振子阻力效应。该装置类似于热电堆,其由放置在热源和冷源之间的大量成对的铁磁线形成,并且热并联和电串联连接。通过控制成对导线中磁化强度的相对方向,可以独立于电子和声子拖曳热电效应来研究磁振子拖曳。作为温度的函数的测量揭示了磁振子和声子种群的变化后的磁振子阻力的影响。这些信息对于理解电子-磁振子相互作用、磁振子动力学和热自旋输运的物理学至关重要。
2012-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetically Modulated Electrical Switching in an Antiferromagnetic Transistor
本文研究以范德华反铁磁半导体 CrSBr 为沟道的场效应晶体管,发现栅压与磁转变可高效调控沟道电流并实现 1500% 磁阻,揭示其源于磁调制载流子浓度,为节能自旋电子器件提供新思路。
2025-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrically and Magnetically Tunable Charge-Density-Wave Transport in Quasi-2D h-BN/1T-TaS2 Thin-Film Heterostructures
University of California, Los Angeles(加州大学洛杉矶分校);University of Georgia(佐治亚大学)
研究通过电和磁场调控二维h-BN/1T-TaS2薄膜异质结构中的电荷密度波输运,发现电场可使脱 pin 阈值非单调变化,磁场可提高域脱 pin 阈值并驱动相变,揭示了电荷密度波域动态机制。
2026-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetically Ordered Insulators for Advanced Spintronics
磁有序的电绝缘材料为新型自旋电子器件铺平了道路。在这些材料中,磁激子(如磁振子)的流动导致纯自旋电流。这些自旋电流可以由自旋化学势和/或温度的梯度驱动,使得它们可以在新型自旋电子器件中起到与传统电子电路中的电荷电流相同的作用。连接基于自旋电流的器件和基于电荷电流的器件需要自旋到电荷的相互转换。这是通过自旋霍尔效应实现的,其效率为几个10%。材料开发和纯自旋电流物理学的理解的最新进展开辟了大量的新器件概念和基础研究的机会。
2017-12-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Fundamentals and applications of Van der Waals magnets in magnon spintronics
本文为观点类研究,阐述了基于原子级薄范德瓦尔斯磁体的磁振子自旋电子学的研究进展与挑战,介绍了磁振子自旋流的特性与应用潜力,为该领域后续研究提供方向参考。
2025-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anisotropic magnon spin transport in CrPS$_4$
University of Groningen(格罗宁根大学)
本研究以CrPS₄为对象,发现其磁子自旋输运存在显著各向异性,沿晶轴b方向的输运性能更优,揭示晶体各向异性可用于调控磁子自旋输运,为磁子器件研发提供新方向。
2026-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph