Thermally controlled confinement of spin wave field in a magnonic YIG waveguide
检测自旋波的方法依赖于自旋波偶极场和感应探针之间的电动耦合。虽然这种耦合通常被视为常数，但在这项工作中，我们从实验和理论上证明了它确实与温度有关。通过测量自旋波磁场作为温度的函数，和距离的样品，我们证明了有一个纵向和横向的限制的领域附近的钇铁石榴石-空气界面。我们的结果是相关的自旋波探测，特别是在自旋波热电子学领域
2019-10-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin Waves and Spin Currents in Magnon-Phonon Composite Resonator Induced by Acoustic Waves of Various Polarizations
该研究针对ZnO-YIG-GGG-YIG/Pt结构多频复合体声波谐振器，通过实验探究不同极化声波激发的自旋波与自旋流，明确了线性与参量区间下不同极化模式的激发差异及耦合机制。
2024-03-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Faster, farther, stronger: spin transfer torque driven high order propagating spin waves in nano-contact magnetic tunnel junctions
短波长交换主导的传播自旋波将使磁振子器件能够在更高的频率和更高的数据传输速率下工作。1虽然基于GMR的磁性纳米接触是传播自旋波的高效注入器2，3，但产生的波长是纳米接触直径的2.6倍4，并且电信号强度对于实际应用来说仍然太弱。在这里，我们展示了纳米接触的磁性隧道结叠层中的自旋波产生，并观察到大的离散频率阶跃与迄今为止被忽略的波长为120和74 nm的二阶和三阶传播自旋波的可能性一致，即远小于150 nm的纳米接触。这些高阶传播的自旋波不仅使磁振子器件能够在更高的频率下工作，而且还大大增加了它们的传输速率和自旋波传播长度，两者都与更高的群速度成比例。
2017-12-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Current-Induced Modulation of Spin-Wave Propagation in a Y-Junction via Transverse Spin-Transfer Torque
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；University of Antwerp（安特卫普大学）；Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）；Utrecht University（乌得勒支大学）
该研究通过局部电流注入在Y形Permalloy结构中实现自旋波传播的横向调控，验证了利用自旋转移扭矩控制磁波路由的可行性。
2025-12-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
An Introduction to Spin Wave Computing
本文提供了一个教程概述最近大力发展计算系统的基础上自旋波，而不是电荷和电压。自旋波计算可以被认为是自旋电子学的一个子领域，它使用磁激发进行计算和存储应用。该教程结合了自旋波和器件物理以及电路工程的背景，以创建物理和电气工程社区之间的协同作用，以推动该领域向实用的自旋波电路发展。在介绍了磁相互作用和自旋波物理学之后，回顾了自旋波计算和单个自旋波器件的所有相关基本方面。重点是自旋波多数门，因为它们是最突出的追求设备的概念。随后，我们讨论了当前的状态和挑战，结合自旋波门，并获得电路，并最终计算系统，考虑必要的方面，如门互连，逻辑电平恢复，输入输出的一致性，扇出的实现。我们认为，自旋波电路需要嵌入到传统的CMOS电路，以获得完整的功能混合计算系统。这种混合自旋波-CMOS系统的基准测试的艺术状态进行了审查，并讨论了目前的挑战，实现这样的系统。基准测试表明，混合自旋波-CMOS系统承诺超低功耗操作，并最终可能优于传统的CMOS电路的功率延迟面积产品。当前实现这一目标的挑战包括自旋波电路中的低功率信号恢复以及高效的自旋波换能器。
2021-04-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Interference patterns of propagating spin wave in spin Hall oscillator arrays
本研究通过微磁模拟观察了两个 spin Hall 纳米线振荡器产生的短波长自旋波干涉，发现水平和垂直构型分别产生相长/相消条纹与驻波，并用叠加原理解释。
2024-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin-wave dispersion measurement by variable-gap propagating spin-wave spectroscopy
现在，磁振子技术被认为是经典和量子系统中节能数据处理的候选技术。显著的非线性，各向异性的色散关系和相位自由度的自旋波需要先进的方法探测自旋波在室温下，以及在mK温度。然而，在超低温下使用已建立的光学技术如布里渊光散射（BLS）或磁光克尔效应（MOKE）是极其复杂的。相比之下，微波光谱可以在所有温度下使用，但通常缺乏空间和波数分辨率。本文发展了一种可变能隙传播自旋波谱法（VG-PSWS），用于推导较宽频率和波数范围内自旋波的色散关系。该方法是基于相位分辨分析的自旋波传输之间的两个天线的可变间距，结合理论数据处理。我们验证了在$k\perp B$和$k\parallel B$几何的面内磁化CoFeB和YIG薄膜的方法，推导出完整的材料和自旋波参数，包括自旋波色散，杂交的基本模式与高阶垂直驻波自旋波模式和表面自旋钉扎。微波与低温的兼容性使得这种方法对纳米级的低温磁振子具有吸引力。
2021-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Communication and information processing in magnetic nanostructures with edge spin waves
低耗散自旋数据处理是未来信息通信技术的发展方向之一。尽管取得了重大进展，但现有的磁振子器件还不是宽带的，并且具有有限的重定向自旋波的能力。在这里，我们提出了一个突破性的方法，在图案化的磁性纳米结构与不匹配的特性，利用自旋波类似的边缘波沿水壁边界传播的自旋波操纵。本文采用理论、微磁学模拟和实验相结合的方法，研究了面内直流磁场相对于磁结构边缘倾斜时，自旋波沿磁结构边缘的传播。所提出的边缘自旋波克服了先前技术所面临的重要挑战，例如自旋波传播方向的操纵，并且它们大大提高了在超过10 GHz的频率下传输信息的能力。边缘自旋波的概念允许设计广泛的逻辑器件，如分离器、干涉仪或边缘自旋波晶体管，这些器件具有前所未有的特性，并对信息技术产生潜在的强烈影响。
2017-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.app-ph
Domain Walls as Spin Wave Waveguides
我们用数值方法证明了畴壁可以用作自旋波波导。我们表明，无隙自旋波的畴壁内的限制可以引导的畴壁。对于布洛赫壁，我们进一步证明了束缚自旋波可以不经反射地穿过布洛赫线和角。这一发现使得基于畴壁的自旋波器件成为可能。
2015-12-23 cond-mat.mes-hall
Nonlinear spin-Seebeck diode in $f$-wave magnets, third-order spin-Nernst effects in $g$-wave magnets and spin-Nernst effects in $i$-wave altermagnets
Department of Applied Physics, The University of Tokyo（东京大学应用物理系）
研究揭示了f-波磁体中温度梯度平方与自旋电流的关系，g-波磁体中温度梯度三次方与自旋电流的关系，以及i-波交替磁体中温度梯度垂直方向的自旋Nernst效应，推导了相关解析公式，且这些现象不依赖自旋轨道相互作用。
2026-02-22 cond-mat.mes-hall
Excitation and detection of short-waved spin waves in ultrathin Ta/CoFeB/MgO-layer system suitable for spin-orbit-torque magnonics
我们报告的激发和检测的短波自旋波的波矢高达约$40\,\mathrm{rad}\,μ\mathrm{m}^{-1}$自旋波波导制成的，在平面内磁化的Co $_{8}$ Fe $_{72}$ B $_{20}$（CoFeB）。CoFeB被并入Ta/CoFeB/MgO的层堆叠中，该层堆叠是具有大的自旋轨道转矩和大的垂直磁各向异性常数的层系统。短波自旋波由纳米共面波导激发，并通过自旋整流和微聚焦布里渊光散射光谱检测。我们发现，大的垂直磁各向异性的自旋波寿命大大受益，导致在没有界面阻尼的散装系统的寿命相媲美。所提出的结果铺平了道路，成功地扩展磁振子的非对称层堆叠具有大的自旋轨道扭矩。
2017-01-05 cond-mat.mes-hall
Spin wave excitation patterns generated by spin torque oscillators
自旋力矩纳米振荡器（STNO）是一种可以将直流电转换为铁磁层中的短波长自旋波激发的纳米级器件。我们表明，阵列的STNO可以用来创建定向自旋波辐射类似于电磁天线。将STNO激发与平面自旋波相结合也会产生干涉图样。我们表明，这些干涉图案是静态的，并从STNO发射的自旋波的波长和相位的信息。我们描述了主动控制的自旋波辐射图案与直流由于通过STNO，这是有用的在芯片上的通信和信息处理，并可能是一个有前途的技术，为研究不同材料中的短波长自旋波。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall
Evaluation of Spin Waves and Ferromagnetic Resonance Contribution to the Spin Pumping in Ta/CoFeB Structure
研究了在不同的激励偏置场下，Ta/CoFeB界面中自旋波和铁磁共振（FMR）对自旋泵浦信号的贡献。利用共面波导和微波发生器激发铁磁共振。使用约3 μm的窄波导，可以激发出波矢（k）约为0.81 μm^-1的静磁表面自旋波。根据表面自旋波色散关系，大的k值导致自旋波和FMR频率的解离。根据洛伦兹曲线下的面积对实验结果进行拟合，计算了自旋波和铁磁共振对自旋抽运的贡献。研究发现，在Ta/CoFeB结构中，在大偏置场下，FMR对自旋波的贡献约为1。基于我们的自旋抽运结果，我们提出了一种测量自旋波衰减常数的方法，在600 Oe的偏置场下，Ta/CoFeB结构中的自旋波衰减常数约为5.5 μm。
2015-10-20 cond-mat.mes-hall
Spin-wave propagation in ultra-thin YIG based waveguides
利用自旋波传播谱（PSWS）和相位分辨微聚焦布里渊光散射（μ-BLS）谱研究了厚度为20 nm、宽度为2.5 μm的微加工钇铁石榴石（YIG）波导组件中自旋波的传播。我们表明，自旋波在50个平行波导的传播是强大的对微加工引起的缺陷。研究了Damon-Eshbach（DE）组态在宽激发频率范围内的自旋波传播参数。正如预期的那样，由于其低阻尼，YIG允许自旋波长距离传播（在μ $_{0}$ H = 45 mT时，衰减长度为25 μm）。利用μ-BLS直接映射自旋波，可以重建自旋波色散关系，并证实传播自旋波光谱所揭示的波导中的多模传播。
2016-10-27 cond-mat.mes-hall
Realization of a spin wave switch based on the Spin-Transfer-Torque effect
我们研究了通过自旋转移矩（STT）效应与自旋霍尔效应（SHE）相结合，采用短电流脉冲的外部激发的自旋波的放大。结果表明，在自旋波阻尼过补偿的情况下，自旋波频谱发生强烈的非线性移动。特别地，该移位影响使用SHE-STT效应的自旋波放大。相反，这种效应允许实现自旋波开关。通过确定相应的工作点，有效的自旋波激发仅在SHE-STT效应存在的情况下才是可能的，与不存在SHE-STT效应相比，产生20倍的增加的自旋波强度。
2018-02-05 cond-mat.mes-hall
Current-induced macrospin vs spin-wave excitations in spin valves
从理论上研究了自旋阀中电流感生磁激发的模式依赖性。横向自旋电流以及吉尔伯特阻尼常数施加在磁化上的扭矩被发现强烈依赖于激发（自旋波）的波长。给出了激发选定自旋波的临界电流的解析表达式。宏观自旋（零波长）与有限波长的不稳定性的发病取决于设备的参数和电流方向，与最近的实验结果一致。
2005-09-09 cond-mat.mes-hall
Spin waves in doped graphene: a time-dependent spin-density-functional approach to collective excitations in paramagnetic two-dimensional Dirac fermion gases
在自旋极化巡游电子系统中，集体自旋波模是由动力学交换和关联（xc）效应引起的。在这里，我们考虑自旋波在掺杂的顺磁性石墨烯可调塞曼型带分裂。自旋波描述使用时间相关的自旋密度泛函响应理论，治疗动态xc的斯莱特和Singwi-Tosi-Land-Sjolander近似内的影响。我们获得了自旋波色散和自旋刚度作为掺杂和自旋极化的函数，并讨论了其实验观察的前景。
2021-09-30 cond-mat.mes-hall
Goos-Hänchen shift of inelastically scattered spin-wave beams and cascade nonlinear excitation of spin-wave leaky modes
本研究通过微磁模拟发现自旋波波束与边缘局域模式非弹性散射时会产生类Goos-Hänchen侧向位移，其值远大于经典位移且可正可负，还发现了伴随位移增大的自旋波泄漏模级联非线性激发，深化了对自旋波非线性的理解。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall
Spin-wave amplification and lasing driven by inhomogeneous spin transfer torques
我们表明，在适当的条件下，在金属铁磁体的自旋转移力矩的不均匀性强烈放大传入的自旋波。此外，在非零温度下，入射的热占据自旋波将被放大，使得具有不均匀自旋转移力矩的区域自发地发射自旋波，从而构成自旋波激光器。我们确定的自旋波散射振幅的简化模型和设置，并显示在何种条件下发生的放大和激射。我们的结果被解释在一个所谓的黑洞激光器，并可以促进磁振子领域，旨在利用自旋波的逻辑和数据处理设备。
2018-07-19 cond-mat.mes-hall
Imaging spin-wave damping underneath metals using electron spins in diamond
磁性绝缘体中的自旋波是低阻尼信号载体，可以实现新一代自旋电子器件。金属电极对自旋波的激发、控制和检测对于将这些器件与电路连接至关重要。因此，重要的是要了解金属诱导的自旋波输运阻尼，但表征这一过程需要访问下面的磁性薄膜。在这里，我们表明，金刚石中的自旋能够成像在磁性绝缘体中的金属下面传播的自旋波，然后使用这种能力来揭示自旋波阻尼增加了100倍。通过分析自旋波在金属中的感应电流，我们得到了一个有效的阻尼参数，这些观测相匹配。此外，我们检测掩埋散射中心，突出该技术的权力评估自旋电子器件的质量。我们的研究结果为研究金属-自旋波相互作用开辟了新的途径，并提供了通过自旋霍尔效应进行自旋波注入等界面过程的途径。
2021-06-16 cond-mat.mes-hall
Parametric pumping of spin waves by acoustic waves
磁致伸缩材料中自旋波（磁振子）和声波（声子）之间的线性和非线性相互作用为实现新型微波信号处理器件和自旋电子学电路提供了令人兴奋的机会。在这里，我们证明了参数泵浦的自旋波的声波，其可能性，长期以来一直在理论上预期，但从未实验实现。自旋波传播的薄膜的钇铁石榴石（YIG），磁致伸缩亚铁磁体与低自旋和声波阻尼，使用的声学谐振器驱动的频率接近两倍的自旋波频率泵浦。一个反向传播的闲置波和一个独特的泵阈值，增加与频率非简并平方的观察是一个非线性参数泵浦过程与经典理论一致的证据。这种声参量泵浦的演示为开发新的自旋电子和微波信号处理设备奠定了基础，这些设备基于通过高效的空间定位声换能器放大和操纵自旋波。
2017-02-20 cond-mat.mes-hall
Inelastic spin-wave beam scattering by edge-localized spin waves in ferromagnetic thin film
自旋波是未来有希望的无电荷信息载体，能量效率超过CMOS系统。在许多优点中，有容易实现非线性，各种可能的相互作用和激励类型。虽然迅速发展的磁振子研究已经取得了令人印象深刻的实现，多模非线性效应，特别是与传播波和它们的纳米级实现，仍然是一个开放的研究问题。我们从理论上研究了自旋波束入射到铁磁薄膜边缘时，自旋波与薄膜边缘的动力学相互作用。我们发现非弹性散射的自旋波光束的频率增加和减少的边缘自旋波的频率相对于镜面反射光束。我们观察到的非弹性散射的自旋波束的边缘模式的频率，这使我们能够提出一个磁振子解复用的自旋波沿边缘传播的信号编码的角位移的强烈依赖。由于动态静磁相互作用，这是无处不在的自旋波动力学，是决定性的，在这个过程中，这表明实现所提出的效果的可能性，也在其他配置和它们的使用在磁振子系统。
2022-03-21 cond-mat.mes-hall
Third-order and fifth-order nonlinear spin-current generation in $g$-wave and $i$-wave altermagnets, and perfectly nonreciprocal spin-current in $f$-wave magnets
本文解析证明，在更高波对称磁体中，当节点数为$\ell+1$时仅产生$\ell$阶非线性横向自旋电流，其中$g$波和$i$波交替磁体分别产生三阶和五阶电流，$f$波磁体产生二阶电流导致完全非互易自旋电流。
2025-02-09 cond-mat.mes-hall
Nutation spin waves in ferromagnets
利用惯性Landau-Lifshitz-Gilbert方程研究了铁磁体的磁化动力学和自旋波。考虑到惯性磁化动力学，色散关系描述章动自旋波在相对于所施加的磁场的任意方向上的传播推导出通过麦克斯韦方程。研究发现，磁化惯性使铁磁体中的电磁波和章动自旋波发生杂化，产生杂化章动自旋波，并引发旋进自旋波频率的红移，从而转化为旋进-章动自旋波。这些效应取决于波相对于外加磁场的传播方向。此外，平行于外加场传播的波是圆偏振的，而垂直于该场传播的波是椭圆偏振的。本文还分析了这些自旋章动波的特征。
2022-06-16 cond-mat.mes-hall
Dispersion relation of nutation surface spin waves in ferromagnets
磁化动力学中的惯性效应从理论上证明会导致不同类型的自旋波，即章动表面自旋波，其在面内磁化铁磁薄膜中以太赫兹频率传播。考虑到静磁极限，即忽略交换耦合，我们计算色散关系和群速度，我们发现这是慢于传统的（旋进）自旋波的速度。另外，我们还发现章动表面自旋波是后向自旋波。此外，我们表明，惯性导致的旋进自旋波，即静磁表面自旋波和后向体积静磁自旋波的频率下降。降低的幅度取决于膜的磁性质及其几何形状。
2021-05-28 cond-mat.mes-hall
Filtering and imaging of frequency-degenerate spin waves using nanopositioning of a single-spin sensor
氮空位（NV）磁强计是一种新的磁性材料自旋波成像技术。它通过自旋波的微波磁杂散场来探测自旋波，这些杂散场在自旋波长的尺度上衰减。在这里，我们使用纳米级控制的单NV传感器作为波长滤波器的特性的频率简并自旋波激发的微带在薄膜磁性绝缘体。与NV探针接触的磁铁，我们观察到的热和微波驱动的自旋波的非相干混合物。通过缩回尖端，我们逐渐抑制小波长模式，直到从混合物中出现单个相干模式。在低驱动功率下的接触式扫描令人惊讶地显示出二维自旋波色散的整个等频轮廓的占用，尽管我们的一维微带几何形状。我们的距离可调滤波器揭示了微波激发下的自旋波段占领和成像磁振子凝聚和其他相干自旋波模式的机会。
2022-07-06 cond-mat.mes-hall
Guided spin wave in monolayer CrSBr: Localization and spin-orbit coupling from dipolar field
Charles University（查理大学）
单层CrSBr中研究自旋波的局域化与自旋-轨道耦合，揭示了铁磁板中交换-偶极自旋波的本质，并确认Damon-Eshbach模式的鲁棒性源于静态偶极场而非拓扑学。
2026-01-18 cond-mat.mes-hall
Nonreciprocal nano-optics with spin-waves in synthetic antiferromagnets
集成的光学启发波基处理被设想为在特定任务中优于数字架构，例如图像处理和语音识别。在这种观点中，自旋波代表了一个有前途的路线，由于其纳米级的波长在GHz的频率范围和丰富的现象。在这里，我们实现了一个多功能的光学启发平台，使用自旋波，演示波前工程，聚焦，和强大的干涉与纳米波长的自旋波。特别是，我们使用基于定制的自旋纹理的磁振子纳米天线，用于发射空间成形的相干波前，衍射限制的自旋波光束，并生成鲁棒的多光束干涉图案，其在空间上延伸了几倍的自旋波波长。此外，我们表明，有趣的功能，如弹性回反射，自然产生的自旋波的非互易性合成反铁磁体，保持高品质的干扰模式，从虚假的反向传播模式。这项工作代表了实现基于自旋波的纳米级光学器件的基本步骤。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall
Emission and Propagation of Multi-Dimensional Spin Waves with nanoscale wavelengths in Anisotropic Spin Textures
自旋波为计算和信号处理提供了有趣的新视角，因为它们的阻尼可以低于传统CMOS电路中的欧姆损耗。为了控制自旋波在实际芯片上的空间范围和传播，磁畴壁显示出相当大的潜力作为磁振子波导。然而，具有纳米级波长的自旋波的低损耗引导，特别是围绕有角度的轨道，仍有待展示。在这里，我们的实验表明，这种先进的控制传播自旋波可以获得使用自然功能的磁序层间交换耦合，各向异性铁磁双层。使用扫描透射X射线显微镜，我们图像生成的自旋波和它们的传播跨越的距离超过数倍的波长，在扩展的平面几何形状，以及沿一维域壁，这可以是直的和弯曲的。在250 MHz ~ 3 GHz的相应激发频率下，观测到的波长范围在1 μm ~ 150 nm之间。我们的研究结果表明，在未来的自旋波逻辑和计算电路的磁振子波导采用畴壁的实际实施路线。
2018-11-27 cond-mat.mes-hall
Single-mode spin-wave laser driven by spin-orbit torque
提出一种由自旋轨道矩驱动的合成反铁磁体装置，通过连续自旋波与负能量自旋波耦合实现单模相干自旋波激光发射，为直流电注入相干自旋波提供新方法。
2024-08-27 cond-mat.mes-hall
Spin-wave propagation and transformation in a thermal gradient
研究了温度梯度对外部激发的偶极自旋波在磁绝缘体波导中传播特性的影响。结果表明，自旋波沿磁化方向向较冷区域传播时，其波长不断减小。该方法利用波在较热区域传播时波长的增加，实现波在不同位置反射的部分波导模的分解。温度对自旋波性质的影响主要是由饱和磁化强度的变化引起的，并且在自旋热电子应用中产生了操纵自旋波的有希望的机会。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall
Optical spin-wave detection beyond the diffraction limit
自旋波由于其低功耗而被提议作为下一代计算设备的信息载体。此外，它们的波浪性质允许新的计算范例。检测自旋波的常规方法基于电感应，限制了缩小尺度和使最终实现复杂化的效率，或者基于光散射，其中最小可检测自旋波波长由激光器的波长设定。在这篇文章中，我们演示了磁光探测自旋波超过衍射极限使用金属光栅，选择性地吸收激光。具体而言，我们证明了检测的传播自旋波的波长为700 nm，使用衍射限制的激光光斑的大小为10 $μ$ m的20 nm厚的Py条。此外，我们表明，这种光栅是选择性的自旋波的波长，提供波矢选择性自旋波检测。这将为新兴的光子学和磁振子学领域的整合开辟新的途径，并有助于在短波长交换机制中对自旋波进行光学检测，以进行基础研究。
2022-10-21 cond-mat.mes-hall
Temporal and spatial attenuation of inertial spin waves driven by spin-transfer torques
该研究聚焦自旋转移矩驱动的惯性自旋波衰减特性，发现磁惯性会改变阻尼因子、衰减长度对电流和自旋波频率的依赖，为探测惯性弛豫时间提供新方法。
2024-09-16 cond-mat.mes-hall
Atomic-Scale Spin-Wave Polarizer Based on a Sharp Antiferromagnetic Domain Wall
本文从理论上研究了反铁磁自旋链中自旋波与尖畴壁的散射。虽然连续模型的反铁磁材料产生众所周知的结果，自旋波可以通过一个宽的畴壁没有反射，在这里，我们表明，基于离散的自旋哈密顿，自旋波一般被反射的畴壁的反射系数增加，作为畴壁宽度减小。值得注意的是，我们发现，在有趣的情况下，一个原子尖锐的畴壁，自旋波的反射表现出很强的依赖性的自旋波的圆偏振状态，导致主要反射一个偏振，而允许部分传输的其他，从而实现了原子尺度的自旋波偏振器。透射自旋波的极化取决于尖畴壁中自旋的取向，这可以通过外场或自旋矩来控制。我们利用尖锐的反铁磁畴壁作为原子尺度的自旋波极化器，使我们设想，超小的磁孤子，如畴壁和skyrmions可以实现原子尺度的自旋波散射体与有用的功能。
2022-03-02 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin wave excitation in Pt|YIG bilayer
我们发展了一个自洽的理论，在正常的金属磁性绝缘体双层系统中的电流诱导自旋波激发，从而建立自旋波激发和实验控制参数之间的关系。我们充分考虑了复杂的自旋波谱，包括偶极相互作用和表面各向异性，以及在界面处的自旋泵。我们的结果集中在模式依赖的功率接近自旋波激发的临界电流。主要发现：（a）自旋转移矩可以同时激发不同的自旋波模;（b）自旋抽运抵消了自旋转移矩，对表面模的影响大于对体模的影响;（c）自旋抽运抑制了高频自旋波模，从而使激发谱发生红移。与钇铁石榴石的实验结果一致|铂双层的假设存在的表面各向异性模式。
2013-09-09 cond-mat.mes-hall
Spin Orbit Coupling and Spin Waves in Ultrathin Ferromagnets: The Spin Wave Rashba Effect
本文从理论上研究了自旋轨道耦合对W（110）表面Fe单层和双层膜自旋波激发的影响。在这种薄膜中，Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用是活跃的，因为在薄膜平面中没有反射对称性。当磁化在平面内时，这导致自旋波色散关系中的线性项用于跨磁化的传播。因此，色散关系假设的形式类似于半导体表面上被捕获的电子的能带的形式，其中Rashba耦合起作用。我们还显示SPEELS响应函数，说明在这样的测量自旋轨道耦合的作用。除了自旋波的色散关系的修改，在W衬底中的自旋轨道耦合的存在下，导致自旋波模式的线宽大幅增加。我们已经开发的形式主义适用于广泛的系统，并在数值计算中探索的特定系统为我们提供了一个说明的现象，这将是目前在其他铁磁/基板组合。
2010-04-18 cond-mat.mes-hall
Acoustic excitation and electrical detection of spin waves and spin currents in hypersonic bulk waves resonator with YIG/Pt system
本文报道了ZnO-GGG-YIG/Pt层状结构高超声速体声波谐振腔中自旋波和自旋电流的磁弹性激发和电探测的自组半解析理论。声驱动自旋波的电检测是由于YIG到Pt的自旋泵浦和Pt中的逆自旋霍尔（ISHE）效应以及ZnO压电换能器的电响应而发生的。谐振器频率和ISHE电压$U_{ISHE}$的频率场依赖性与先前观察到的实验相关。它们的拟合允许确定一些磁性和磁弹性参数的YIG。分析了YIG薄膜厚度对$U_{ISHE}$的影响，给出了找到最大$U_{ISHE}$值的最佳厚度的可能性。
2019-03-29 cond-mat.mes-hall
Spin-wave nonreciprocity based on interband magnonic transitions
基于时间反转和空间反转对称破缺磁场引起的带间磁振子跃迁，我们从理论上证明了Ni 80 Fe 20纳米条形波导中的线性自旋波非互易性.一个分析耦合模式理论的自旋波，发展到描述的过渡是伴随着同时的频率和波矢位移的耦合自旋波，以及证实了数值模拟。我们的研究结果为实现自旋波隔离以及利用外加磁场对自旋波传播进行动态控制奠定了基础。
2013-08-07 cond-mat.mes-hall
Local non-linear excitation of sub-100 nm bulk-type spin waves by edge-localized spin waves in magnetic films
高频短波长自旋波的激发是限制这些传播磁化扰动在信息处理系统中的应用的挑战。我们提出了一种利用磁化动力学的非线性性质局部激发高频自旋波的方法。我们证明了与数值模拟的边缘本地化的自旋波可以用来激发平面波传播倾斜从膜的边缘在一个加倍的频率和超过两倍短的波长。激发机制是与边缘模式传播相关的磁矩进动的椭圆率的直接结果。因此，与平衡取向相切的磁化分量以加倍的时间和空间频率振荡，这导致平面自旋波的有效激发。在我们的研究中提出的短波长自旋波激发的无束缚非线性过程是有希望的集成与电感或点状自旋力矩源的边缘自旋波。
2021-06-21 cond-mat.mes-hall
Spin-wave logic devices based on isotropic forward volume magneto-static waves
我们提出了利用各向同性正向体积静磁自旋波在现代波为基础的逻辑器件，并提出了一个具体的设计与这些波的自旋波多数门。我们通过数值模拟表明，所提出的面外磁化多数门克服了各向异性的面内磁化多数门的限制，由于高自旋波传输通过门，这使得这些设备的能耗降低。此外，由于缺少短波长交换自旋波的寄生生成，面外多数门的功能性增加。
2015-03-13 cond-mat.mes-hall
Interference of coherent spin waves in micron-sized ferromagnetic waveguides
我们目前的实验观察的自旋波模式在微米尺寸的镍铁波导中的相反方向传播的干涉。为了监测局部自旋波强度分布和形成的干涉图案的相位，我们使用布里渊光散射显微镜。二维自旋波强度图可以通过考虑几个波导本征模的干涉来理解，这些波导本征模具有跨条纹宽度量化的不同波矢。该相位示出了从传播波的天线特性附近的空间坐标的线性依赖性到驻波的中心区域特性中的离散值的过渡。
2011-03-11 cond-mat.mes-hall
Spin waves in nanosized magnetic films
在考虑磁偶极子和交换作用的海森堡模型下，利用自旋算符图技术研究了纳米磁性薄膜中的自旋激发。得到了薄磁膜（二维磁单层和双层磁膜）中自旋波的色散关系和N层结构中的自旋波共振谱，对于厚磁膜，从第一性原理导出了广义Landau-Lifshitz方程。Landau-Lifshitz方程具有积分（拟微分）形式，但不具有微分形式。自旋激发由Landau-Lifshitz方程和静磁势方程的联立解确定。对于正常磁化的铁磁薄膜，在单圈近似下，用格林函数展开图计算了低温下自旋波的阻尼。在厚磁膜中，磁偶极相互作用对长波长自旋波的弛豫有重要贡献。薄膜具有长波长自旋波的低弛豫区域。在磁性薄膜中，四个自旋波过程发生，交换相互作用对阻尼起主要作用。结果表明，自旋波在磁性单层膜中传播的阻尼与温度的二次关系成正比，并且对于波矢较小的自旋波，阻尼很小。提出了基于纳米磁性薄膜的自旋波器件--微波频率范围内高质量的可调谐窄带自旋波滤波器和栅电极下含有纳米磁性薄膜的场效应晶体管（FET）结构。纳米磁性薄膜中的自旋波共振可用于构建工作在千兆赫和太赫兹频段的FET结构。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall
Spin-wave interference patterns created by spin-torque nano-oscillators for memory and computation
纳米磁体的磁化动力学已经引起了广泛的兴趣，因为它被预测，直流电流流过薄磁性层可以创建自旋波激发。这些激发是由于自旋动量转移，传导电子和背景磁化之间的自旋角动量的转移，使新类型的信息处理。在这里，我们展示了如何自旋力矩纳米振荡器（STNO）阵列可以创建用于存储器和计算的传播自旋波干涉图案。分布在薄膜上的忆阻应答器响应于阈值隧道磁阻（TMR）值，从而检测自旋波并产生新的激励图案。我们将展示如何组的转发器创建共振（混响）自旋波干涉图案，可用于多波计算的算术和布尔函数和信息存储。
2010-09-15 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium Spin Waves in Paramagnetic Metals
从理论上研究了自旋注入条件下交换作用对无序顺磁金属中非平衡自旋波的影响。我们表明，自旋波的无隙谱，描述自旋进动的情况下，施加磁场，改变符号为负的顺磁侧附近的铁磁-顺磁相变。当电子-电子交换能大于反电子平均自由时间时，自旋波的衰减很小，而当电子-电子交换能大于反电子平均自由时间时，自旋波的传播受到强烈的抑制。讨论了非平衡自旋波对电磁场的放大作用。
2010-07-28 cond-mat.mes-hall
Electric-field coupling to spin waves in a centrosymmetric ferrite
我们的实验表明，自旋轨道相互作用可以用于直接电场调谐的自旋波在单晶钇铁石榴石磁振子波导的传播。磁电耦合不是由于自旋-轨道相互作用，因此一个数量级较弱，导致电场修改的自旋波速度的波导几何形状的自旋-轨道相互作用将不会作出贡献。相移理论和实验结果表明，在交换自旋波区，这种电调谐具有很高的效率。我们的研究结果指出了一个重要的途径操纵自旋波和发展电可调磁振子器件。
2014-06-14 cond-mat.mes-hall
Electrical spectroscopy of the spin-wave dispersion and bistability in gallium-doped yttrium iron garnet
钇铁石榴石（YIG）是一种磁绝缘体，具有创纪录的低阻尼，允许自旋波在宏观距离上传输。用镓离子掺杂YIG极大地降低了退磁场并引入了垂直磁各向异性，这导致各向同性自旋波色散，这有利于自旋波动光学和自旋波转向。在这里，我们使用电子光谱的特征分散的镓掺杂的YIG（Ga：YIG）薄膜。我们确定的磁各向异性参数从铁磁共振频率和使用传播自旋波谱的Damon-Eshbach配置，以检测小自旋波磁场的这种弱磁体在很宽的波矢范围内，使提取的交换常数$α=1.3(2)\times10^{-12}$ J/m。自旋波的频率随着驱动功率的增加而移动，这最终导致自旋波模式的折叠。我们的研究结果揭示了各向同性自旋波输运在Ga：YIG和突出的潜力，电子光谱映射出的色散和双稳态传播自旋波在磁体具有低饱和磁化强度。
2021-09-10 cond-mat.mes-hall
Left-handed polarized spin waves in ferromagnets induced by spin-transfer torque
偏振是波的基本性质，它涉及振荡的方向。它已被广泛用于光子学和声子学中的信息编码。然而，自旋波的极化在磁振子学中还很少被使用。这是因为在铁磁体中只能容纳右旋极化的自旋波。在这里，我们报告说，稳定的左手极化自旋波可以引入到铁磁体，如果自旋极化电流。当电流密度大于某个临界值时，系统稳定，右旋和左旋极化自旋波共存。微磁学模拟证实了这一结果。这项工作提供了新的操场研究自旋波，并指出新的发现，为未来的实验研究。
2018-08-23 cond-mat.mes-hall
Spin waves in ferromagnetic thin films
自旋波是磁性材料中固有自旋序的扰动。本文假设自旋波在以恒定速度传播时保持其形状不变，得到了Landau-Lifshitz-Gilbert方程中的自旋波。我们的主要发现包括：（1）在没有Gilbert阻尼的情况下，自旋波以与磁场强度成正比的增量的恒定速度传播;（2）在没有磁场的情况下，在给定的时间，当阻尼参数变为零时，自旋波以指数方式快速收敛到其初始轮廓，并且在长时间内，自旋波的弛豫动力学以指数方式快速收敛到容易的-（3）在Gilbert阻尼和磁场共同作用下，自旋波在很短的时间尺度内以指数形式快速向易磁化轴方向收敛，超过该时间尺度后，自旋波以恒定速度传播.这些提供了对铁磁材料中自旋波的全面理解。
2019-10-24 cond-mat.mes-hall
SU(4) spin waves in the $ν=\pm1$ quantum Hall ferromagnet in graphene
研究了强磁场下朗道能级填充因子为$ν=\pm 1$的石墨烯中的广义自旋波。在这种情况下，基态是一种特殊的SU（4）量子霍尔铁磁体，其中不仅物理自旋是完全极化的，而且与谷自由度相关的赝自旋也是完全极化的。的基态和自旋谷极化的性质取决于明确的对称性破缺项，也反映在广义自旋波谱。除了纯自旋波，人们遇到谷伪自旋波以及更奇特的纠缠波，具有混合的自旋谷字符。最显著的是，SU（4）破缺项不仅在谱中产生间隙，而且在某些情况下，即在剩余基态对称性的情况下，使原来的二次（在波矢中）自旋波色散线性化。
2021-02-24 cond-mat.mes-hall
Resonant excitation of twisted spin waves in magnetic vortices using rotating magnetic fields
扭转自旋波是近年来研究的热点，它所携带的轨道角动量可以用于通信和计算技术。在这项工作中，我们表现出扭曲的自旋波模式自然存在于厚铁磁磁盘的微磁学模拟。当旋转磁场被调谐到相应模式的本征频率时，可以很容易地利用旋转磁场来激发扭转自旋波。我们解析地导出了扭转自旋波的色散关系，结果与数值计算结果吻合得很好。最后，我们证明了扭曲自旋波的拓扑荷可以由激发场控制。
2021-06-08 cond-mat.mes-hall
Probing optical spin-currents using THz spin-waves in noncollinear magnetic bilayers
光致自旋电流已被证明是有用的自旋电子学应用，允许亚ps的磁化全光控制。然而，对产生这种现象的机制仍有很大的争议。本文利用非共线双层结构中自旋电流诱导太赫兹自旋波的激发，直接研究了时域中的光学自旋电流。我们测量了自旋波相位对激光注量的显着依赖性，假设自旋电流与磁化强度的时间导数成正比，这可以定量解释。理论计算和微磁模拟支持的绝对自旋波相位的测量表明，一个简单的弹道输运图片是足够的，以正确地解释自旋输运在我们的实验和阻尼类光学STT占主导地位的太赫兹自旋波的产生。我们的研究结果表明，激光诱导的退磁和自旋电流产生共享相同的微观起源。
2021-03-10 cond-mat.mes-hall
Attenuation characteristics of spin pumping signal due to travelling spin waves
研究了表面自旋波对自旋抽运的贡献。Pt/NiFe双层膜已被用于同时测量自旋波和自旋泵浦信号。从铁磁共振自旋泵的理论框架已被扩展到包括自旋波自旋泵。导出了自旋波有效抽运面积的计算公式。由行波产生的自旋泵浦信号的幅度随进动频率的减小比由驻波产生的自旋泵浦信号的幅度随进动频率的减小更快，并且与实验数据吻合得很好。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of the spin pumping efficiency by spin-wave mode selection
利用逆自旋霍尔效应（ISHE）研究了矩形YIG/Pt样品中横向自旋驻波模的自旋抽运效率。自旋驻波驱动自旋泵，从磁化旋进产生自旋电流，进入Pt层，由于ISHE，该Pt层被转换成可检测的电压。我们发现，自旋泵效率是显着更高的横向驻波表面自旋波，而不是体积自旋波模式。结果表明，使用更高模式的表面自旋波允许制造一个有效的自旋电流注入器。
2010-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Dynamic control of spin wave spectra using spin-polarized currents
我们描述了一种通过自旋极化电流在均匀纳米条形波导中动态控制自旋波谱的方法。当电流垂直流过纳米条形波导中心时，观察到稳定的周期性磁化结构。在被激发之后，自旋波在波导的侧面传输。自旋波传输和色散曲线的数值模拟揭示了一个单一的，明显的带隙。此外，周期性磁化结构可以通过自旋极化电流来打开和关闭。从完全抑制到完全透射的切换过程在不到3ns的时间内发生。因此，这种类型的磁振子波导可用于低耗散自旋波基滤波器。
2014-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
