Role of the Non-Collinear Polarizer Layer in Spin Transfer Torque Switching Processes
我们最近报道，自旋转移力矩开关电流密度是非常敏感的，不仅结的大小，但也交换刚度常数的自由层根据微磁学模拟。由于非相干自旋翻转过程的存在，所得结果非常复杂，与宏观自旋模型相差甚远。当我们采用非共线极化层时，开关电流密度对结尺寸和交换刚度常数的依赖性变得系统化。研究发现，非共线极化层通过打破对称自旋组态增强了自旋动力学的相干性。
2013-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Hall effect driven by non-collinear magnetic polarons in diluted magnetic semiconductors
本文发展了稀磁半导体（DMS）中由非共线磁织构驱动的霍尔效应（拓扑霍尔效应- THE）理论。我们证明了载流子自旋轨道相互作用在束缚磁极化子（BMP）内部诱导了手性磁有序。非共线BMP的内部结构由自旋轨道耦合的类型控制，允许创建skyrmion-（Rashba）或antiskyrmion-样（Dresselhaus）配置。巡游载流子在极化子上的非对称散射导致了霍尔信号，这种信号存在于弱的外磁场和低温下。我们指出，DMS为基础的系统允许一个实验研究的载体自旋极化和非共线的磁性织构形状的依赖。
2018-01-29 cond-mat.mes-hall
Quantum fluctuations stabilize Skyrmion textures
在这里，我们表明，与非共线自旋织构的量子自旋涨落相关的零点能量产生类卡西米尔磁场。我们研究这些Casimir领域的拓扑保护的非共线自旋纹理称为skyrmions的效果。我们计算零点能量，在自旋波展开的最低阶，在海森堡模型与Dzyalonshinkii-Moriya相互作用选择，使经典的基态显示skyrmion纹理，消失后，应用足够强的磁场。我们的计算表明，Casimir磁场贡献了总塞曼能量的10%，所需删除的skyrmion纹理与外加场，从而是一个可观察到的效果。
2015-02-06 cond-mat.mes-hall
All-electrical switching of a topological non-collinear antiferromagnet at room temperature
非共线反铁磁Weyl半金属由于具有零杂散场、超快自旋动力学、反常霍尔效应和Weyl费米子的手征反常等优点，引起了人们的广泛兴趣。然而，这种系统在室温下的全电控制，走向实际应用的关键一步，还没有报道。在Si/SiO2/Mn 3Sn/AlOx结构中，采用约5*10^{6} A/cm^{2}的小写入电流，实现了非共线反铁磁体Mn 3Sn的全电流感应确定性开关，在室温下具有强读出信号，无需外加磁场和注入自旋电流.我们的模拟结果表明，开关起源于电流诱导的内在非共线自旋轨道力矩Mn 3Sn本身。我们的发现为拓扑反铁磁自旋电子学的发展铺平了道路。
2022-07-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
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
Observation of current-induced switching in non-collinear antiferromagnetic IrMn$_3$ by differential voltage measurements
有加速的兴趣，在发展中的存储器设备使用反铁磁（AFM）材料，通过自旋轨道转矩，其读出通过磁阻效应的电控制AFM顺序的可能性的动机。然而，最近的研究表明，高电流密度在AFM/重金属（AFM/HM）双层膜中产生非磁性的电阻开关信号，使其解释复杂化。在这里，我们介绍了一个实验协议，明确区分电流感应的磁场和AFM/HM结构的开关信号，并证明它在IrMn $_3$ /Pt器件。构造六端子双交叉器件，其中IrMn $_3$柱放置在一个交叉上。在每次切换尝试之后，测量具有和不具有IrMn $_3$的两个交叉点之间的差分电压。对于宽范围的电流密度，仅当写入电流通过与IrMn $_3$柱的交叉时才观察到可逆切换，从而消除了非磁性切换伪影的任何可能性。微磁模拟支持我们的研究结果，表明一个复杂的域介导的开关过程。
2021-05-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Chirality-induced spin texture switching in twisted bilayer graphene
扭曲双层石墨烯（tBLG）中的层间范德华相互作用引起平面内和平面外原子位移，显示出依赖于扭曲角的复杂图案。特别地，对于小的扭转角，在每个石墨烯层内，弛豫产生涡旋状位移图案，已知该涡旋状位移图案影响平坦带的分散。在这里，我们专注于另一个结构特性，扭曲双层的手性。我们基于密度泛函理论进行了第一性原理计算，研究了扭转手征在实空间和动量空间中引起的性质。在实空间中，我们研究了扭曲手征性与原子弛豫模式之间的相互作用。在动量空间中，我们研究了布里渊区的$K$点周围的自旋纹理，表明交替的涡旋状纹理与tBLG的手征性相关。有趣的是，每个涡旋的螺旋度通过改变手征性而反转，而不同的扭转角也改变了自旋纹理。我们讨论了自旋纹理的起源，通过计算层的权重和使用情节回归模型。
2021-07-17 cond-mat.mes-hall
The Non-collinear Path to Topological Superconductivity
本研究在Fe/Ta(110)二维磁体-超导体混合系统中实验发现了拓扑超导性，利用非共线自旋织构实现了具有低能边缘模式的拓扑节点超导相，并观察到Rashba自旋轨道耦合特征。
2024-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic bit stability: Competition between domain-wall and monodomain switching
数值研究了由磁椭圆实现的计算机存储器的热稳定性。在实际磁性随机存取存储器装置的情况下，位可在切换事件期间形成自旋纹理。为了研究热致开关的能量势垒，我们开发了一个变分过程，迫使位遍历一个光滑的路径，通过配置空间之间的稳定点。我们确定纹理配置实现畴壁传播，这可能有一个能量势垒小于相应的单畴模型。我们对比出现这种微磁效应的热与场致开关。
2012-02-14 cond-mat.mes-hall
Chiral magnetization textures stabilized by the Dzyaloshinskii-Moriya interaction during spin-orbit torque switching
我们研究了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya）对垂直磁化重金属/铁磁体/氧化物三层膜电流感生磁开关的影响，实验和微磁学模拟都是如此。我们报告的生成足够大的开关区域中的磁感应强度的稳定的螺旋磁化条纹，从而产生中间状态的磁化确认的基本作用的的开关过程。我们比较的模拟和实验结果的宏观自旋模型，显示需要一个微磁的方法。温度对开关的影响也进行了讨论。
2014-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impact of the skyrmion spin texture on magnetoresistance
利用扫描隧道显微镜研究了局域自旋织构对微分电导的影响。在焦点是以前发现的非共线磁阻，这源于自旋混合效应时，电子跳跃相邻网站之间的倾斜磁矩。在目前的工作中，它的横向分辨率研究都为零磁场自旋螺旋状态，以及在不同的磁场值的个别磁skyrmion。我们详细分析了微分电导的响应，发现不同的依赖性的峰值能量和峰值强度的非共线自旋织构的本地属性。我们发现在Skyrmion的中心，峰值能量和强度尺度与最近邻矩之间的角度大致成线性关系。在Skyrmion的其他地方，非共线性不是各向同性的，磁化量子化轴变化，峰值能量的行为更复杂。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-Pulse Optical Switching combined with Current-Induced Motion of Skyrmionic Spin Textures
Université de Lorraine（洛林大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Tohoku University（东北大学）
本研究结合单脉冲光学开关与电流诱导运动，实现对磁性斯格明子自旋结构的确定性操控，为光自旋电子器件奠定基础。
2026-10-02 cond-mat.mes-hall
Machine learning inspired models for Hall effects in non-collinear magnets
提出将反常霍尔张量展开为对称不变量并结合正则化技术构建模型，以最少序参量符合晶格对称性，揭示非共线磁体中高阶横向输运贡献。
2024-01-05 cond-mat.mes-hall
Robust spin-transfer torque and magnetoresistance in non-collinear antiferromagnetic junctions
铁磁自旋阀和隧道结是自旋电子学应用的关键，也是最基本的自旋电子学器件之一。受反铁磁体在自旋电子学中潜在的独特优势的启发，我们在这里从理论上研究了由非共线反铁磁体构建的结。我们展示了一个大的和强大的磁阻和自旋转移扭矩能够超快切换之间的平行和反平行状态的结。此外，我们表明，非共线的顺序导致自旋转移力矩，这是在几个关键方面不同的自旋转移力矩在铁磁结。
2021-09-03 cond-mat.mes-hall
Circular motion of non-collinear spin textures in Corbino disks: Dynamics of Néel- versus Bloch-type skyrmions and skyrmioniums
本研究通过解析与微磁模拟揭示，在 Corbino 盘中自旋轨道力矩驱动下 Bloch 斯格明子做 MHz 圆周运动而 Néel 型受阻，拓扑平凡的斯格明子离子运动更快且可承受更高电流密度。
2024-06-04 cond-mat.mes-hall
Reversible switching of surface texture by hydrogen intercalation
氢原子与铑上的单层六方氮化硼的相互作用导致h-BN表面杂质的去除。该过程是可逆的，因为氢可以通过退火到约500 K而被排出，于是纳米尺度上的织构被恢复。这种效应可以追溯到氢嵌入。这是预期有影响的应用，如氢的存储，剥离sp2杂化层从固体基板或控制的润湿角，仅举几例。
2009-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Switching in Weyl Semimetal-Superconductor Heterostructures
我们提出了一种新的开关机制，利用邻近耦合的Weyl半金属和超导体的表面自旋织构之间的Weyl半金属/超导体/Weyl半金属三层异质结。结果表明，在外加磁场作用下，外尔半金属的表面自旋织构可以完全抑制中间层的超导电性，但只要改变磁场方向，就可以恢复中间层的超导电性.中层超导性的恢复表明向低阻态的急剧转变。这种尖锐的开关效应，可实现使用外尔半金属，因为其强大的自旋动量锁定和表面自旋极化，是一个有前途的途径，为新的超导自旋阀的应用。
2020-08-19 cond-mat.mes-hall
Ensemble Density Functional Approach to Charge-Spin Textures in Inhomogeneous Quantum Hall Systems
我们将我们的系综密度泛函方法扩展到量子霍尔系统，包括非共线自旋，以研究非均匀量子霍尔系统中的电荷自旋纹理。我们研究了量子点在单位体积填充因子和1/3体积填充因子下的边缘重构随外束缚势刚度的变化。对于足够软的边缘，这些系统重建到一种状态，其中电子自旋随着边缘的接近而轻轻旋转，在系统的边缘具有非平凡的自旋电荷纹理。
1997-12-15 cond-mat.mes-hall
Strategies and tolerances of spin transfer torque switching
研究了利用注入电子的不同极化方向的自旋矩效应实现纳米磁存储器开关的方案。基于宏自旋和微磁理论的模拟进行了比较。我们证明了短脉冲和自由旋进的垂直极化电流开关需要更小的时间和能量比自旋扭矩开关共线平面自旋极化，它也被发现是优于其他种类的存储器。我们研究了开关电流和脉冲宽度的大小的公差。一个增加的吉尔伯特阻尼被发现，以提高公差的垂直开关，而不增加阈值电流，不像在平面开关。
2010-01-26 cond-mat.mes-hall
Long-range, Non-local Switching of Spin Textures in a Frustrated Antiferromagnet
反铁磁自旋电子学是量子技术的一个新兴领域，它利用了奇异材料中自旋和轨道自由度之间的耦合。自旋-轨道相互作用允许通过电刺激注入自旋或角动量，以操纵材料的自旋纹理，从而实现信息和能量的存储。一般来说，物理过程本质上是局部的：自旋由电流携带，进入磁系统，然后自旋纹理旋转。复杂自旋结构的集体激发很少被用于这方面，尽管它们原则上可以使用低得多的功率在更长的距离上传输自旋。在这项研究中，我们表明，自旋信息可以传输和非本地存储在材料Fe $_x$ NbS $_2$。我们提出集体模式利用系统中的强磁弹性耦合来实现这一点，揭示了在复杂磁性系统中存储自旋信息的新方法
2022-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Stacking switching between correlation-protected radial Rashba field and persistent spin textures in graphene encapsulated by 1T-TaS$_2$ monolayers
Institute of Physics, Pavol Jozef Šafárik University in Košice（帕沃尔·约瑟夫·沙法里克大学科希策物理研究所）；Institute of Informatics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院信息学研究所）；Faculty of Physics, University of Belgrade（贝尔格莱德大学物理学院）；Institute of Experimental Physics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院实验物理研究所）；New Technologies Research Centre, University of West Bohemia（西波希米亚大学新技术研究中心）
通过第一性原理、紧束缚模型和Kubo公式，发现1T-TaS2封装石墨烯的堆叠方式决定电荷-自旋/轨道转换：AA堆叠产生径向Rashba自旋织构和增强的Rashba-Edelstein效应；AA'堆叠形成持久面外自旋织构，且轨道霍尔效应比自旋霍尔效应高三个数量级。
2026-06-11 cond-mat.mes-hall
All-electrical switching of spin texture in a strain-tunable 2D Janus ferroelectric altermagnet
Jishou University（吉首大学）
该研究通过应变调控揭示二维Janus易磁体中自旋纹理的全电信号切换，提出非易失自旋电子记忆器件，实现全电写入与光学读出。
2026-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switching magnetic texture via in-plane magnetic field in noncentrosymmetric dipolar magnets: From skyrmions to antiskyrmions and nontopological magnetic bubbles
理论研究了非中心对称偶极磁体中面内磁场诱导的磁拓扑切换，通过微磁学模拟实现了反斯格明子、椭圆斯格明子与非拓扑磁泡间的确定性转换，并阐明了其物理机制。
2025-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strain-induced manipulation of non-collinear antiferromagnets
本文研究了通过应变操控kagome非共线反铁磁体自旋序的机制，推导出包含自旋序与应变张量耦合的有效作用量，揭示了应变诱导的自旋切换和压磁响应，为NCAFMs的功能控制提供了理论框架。
2025-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torque-driven magnetization switching and thermal effects studied in Ta\CoFeB\MgO nanowires
我们证明了通过沿纳米线注入电流脉冲，在有和没有与电流方向共线的恒定且均匀的磁场的情况下，平面外磁化的Ta \CoFeB \MgO纳米线中的磁化切换。我们推断，一个有效的扭矩所产生的自旋轨道效应的多层驱动器的开关机制。虽然沿电流方向的磁化分量的生成对于发生切换是至关重要的，但我们观察到，即使没有纵向场，热生成的磁化波动也会导致切换。使用广义Néel-Brown模型的分析可以估计热诱导自旋轨道转矩切换过程的关键参数，例如尝试频率和有效能垒。
2014-05-02 cond-mat.mes-hall
Current-induced torques in continuous antiferromagnetic textures
研究了电流对连续非共线反铁磁织构的影响。尽管缺乏一个净磁矩，我们发现，传导电子和局部磁化之间的交换相互作用，一般会导致电流感应扭矩是类似的现象，在铁磁体的自旋转移扭矩。我们给出了包含这些电流感应扭矩的Néèl矢量的非线性西格玛模型运动方程的推广，并简要讨论了由此产生的电流感应反铁磁畴壁运动和自旋波多普勒频移。我们给出了一个解释，我们的结果使用一个统一的图片中的铁磁体和反铁磁体，他们被视为由于电流引起的自旋极化产生的有效的自旋轨道耦合的电流感应扭矩。
2009-12-23 cond-mat.mes-hall
Current-Induced Switching of a Single-Molecule Magnet with Arbitrary Oriented Easy Axis
本文的主要目的是从理论上研究单分子磁体（SMM）的易磁化轴从与引线的磁矩共线的取向倾斜如何影响由流过系统的电流引起的开关过程。要做到这一点，我们考虑一个模型系统，包括一个SMM嵌入在磁性隧道结的势垒。SMM的各向异性轴与引线的磁矩形成任意角度（假定后者共线）。SMM的自旋反转是由于分子和电子隧穿势垒之间的交换相互作用而发生的。在二阶微扰描述（费米黄金法则）中计算了流经系统的电流以及SMM自旋的平均z分量。
2007-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic Quantum Anomalous Hall Effect in Collinear Magnets Without Spin-Orbit Coupling
Renmin University of China（中国人民大学）
本文提出通过激子凝聚机制在无自旋轨道耦合的列线磁体中实现量子反常霍尔效应，利用电子-声子耦合调控自旋纹理，提出V2SeTeO为潜在候选材料。
2026-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Universal chiral-triggered magnetization switching in confined nanodots
自旋轨道相互作用正迅速成为实现高效电流控制自旋电子器件的关键。大量的工作集中在重金属/铁磁体界面处的自旋轨道耦合在产生电流诱导的自旋轨道力矩中的作用。然而，自旋-轨道衍生的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction）对这些材料中自旋织构的强烈影响现在变得越来越明显。最近的报道表明，DMI稳定的纯手性畴壁（DW）可以通过来自自旋霍尔效应的自旋扭矩以高效率驱动。然而，电流诱导的磁化翻转的影响的双金属还没有被探索，也尚未得到很好的理解，部分原因是在纳米尺寸的限制样品中的自旋扭矩和自旋织构的解缠的困难。在这里，我们研究的磁化反转的垂直磁化的双量子点，并表明，开关机制的强烈影响的双量子点，这促进了一个普遍的手性非均匀反转，即使是在纳米尺度的小样品。我们发现，超快电流感应和场感应磁化翻转包括局部磁化反转与畴壁成核，然后沿样品的传播。这些发现，在传统材料中看不到，为理解和利用新兴自旋电子学应用的手性磁性提供了重要的见解。
2015-06-09 cond-mat.mes-hall
Local setting of spin textures in a granular antiferromagnet
本文利用原子尺度模拟，通过铁磁体与反铁磁体间的交换偏置耦合和热循环过程，在 $γ$-IrMn$_3$ 薄膜晶粒中设定了稳定的局域自旋织构，为非共线自旋态的反铁磁自旋电子器件提供了新途径。
2023-11-09 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Magnetoresistance in a Canted Ferrimagnet
我们研究了亚铁磁体/正常金属双层膜中的自旋霍尔磁电阻效应，比较了共线和倾斜磁相的响应。在共线磁相，其中的子晶格磁矩都沿同一轴排列，我们观察到传统的自旋霍尔磁阻。相反，在倾斜相位，磁阻改变符号。使用原子自旋模型计算的磁配置，我们表明，电输运的不同的磁相可以合理化考虑个别的亚晶格磁矩取向。这使得基于磁输运的非共线磁纹理的研究成为可能。
2016-05-24 cond-mat.mes-hall
Cavity-induced switching between Bell-state textures in a quantum dot
该研究通过理论模型揭示微波腔中量子点电子-电子相互作用产生新极化激元态，实现自旋-电荷关联的Bell态纹理切换，并可通过光子分布进行光学读出。
2023-11-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Current-pulse-induced magnetic switching in standard and nonstandard spin-valves
在宏观自旋模型下，对对称和非对称自旋阀中电流脉冲引起的磁化翻转进行了理论研究。开关过程和相应的开关参数显着依赖于脉冲的持续时间，也对由于自旋转移和外部磁场的扭矩的相互作用。这种相互作用导致了相应相图中的特殊特征。在标准自旋阀中，自旋转移力矩稳定了其中一种磁性配置（平行或反平行）并使相反的磁性配置不稳定，这些特征不同于非标准（非对称）自旋阀中的特征，其中两种共线配置对于一个电流方向是稳定的，而对于相反的方向是不稳定的。在此之后，我们提出了一个计划的超快电流诱导开关的非标准自旋阀，基于一个序列的两个电流脉冲。
2009-03-10 cond-mat.mes-hall
Tailoring the switching efficiency of magnetic tunnel junctions by the fieldlike spin-orbit torque
电流感应自旋轨道转矩提供了一个通用的工具，用于切换磁性器件。在垂直磁体中，转矩的阻尼分量是磁化反转的主要驱动力。类场转矩在多大程度上有助于开关是一个有争议的问题。在这里，我们研究的磁隧道结的开关与CoFeB自由层和W或Ta的底层，其中有一个类场阻尼扭矩的比例为0.3和1，分别。我们发现，类场转矩可以帮助或阻碍切换的CoFeB时，静态面内磁场需要定义的极性自旋轨道转矩切换有一个组件横向的电流。特别地，与标准共线对准相比，可以利用场和电流的非共线对准来增加开关效率和可靠性。通过实时探测单个开关事件，我们还表明，横向磁场和类场转矩的组合可以加速或减速反转开始。我们使用微磁模拟验证我们的观察结果，并将结果外推到具有不同扭矩比的材料。最后，我们提出了设备的几何形状，利用类场扭矩的密度增加内存应用和突触的重量产生。
2022-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photo-induced Non-collinear Interlayer RKKY Coupling in Bulk Rashba Semiconductors
本文研究了磁性多层膜中由体 Rashba 半导体 BiTeI 介导的层间交换耦合的光驱动效应，发现光照不仅增强了共线耦合的振荡周期与衰减幂律，还独特地诱导了非共线磁性交换耦合，为通过光属性调控自旋轨道耦合系统的磁性现象提供了新平台。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall
Central role of domain wall depinning for perpendicular magnetization switching driven by spin torque from the spin Hall effect
我们研究确定性的磁性反转的垂直磁化的Co层在Co/MgO/Ta纳米正方形驱动的自旋霍尔扭矩从面内电流在下面的Pt层。开关过程的速率限制步骤是畴壁（DW）通过自旋霍尔扭矩通过热辅助机制，最终产生完全反转的域扩展脱钉。需要与电流共线的面内施加的磁场，其中必要的场尺度由克服由Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用施加的DW手性的需要来设置。一旦考虑焦耳热，对于4 nm的Pt，开关电流密度与自旋霍尔角θ $_{SH}$ ${\approx}$ 0.07定量一致。
2013-12-27 cond-mat.mes-hall
Molecular templates of spin textures on superconducting surfaces
我们在Pb（111）衬底上制备了磁性各向异性的镍茂分子有序岛。利用非弹性电子隧穿谱（IETS）和密度泛函理论，我们研究了这些岛的磁响应。这使我们能够得出结论，岛屿呈现局部和集体磁激发。此外，我们发现，镍茂岛超导Pb（111）表面上呈现复杂的非共线自旋模式，打开使用分子阵列工程师自旋纹理的拓扑超导性的重要影响的可能性。
2020-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological spin-torque in non-collinear anti-ferromagnetic 3Q state
研究非共线反铁磁3Q态拓扑相中的自旋力矩，发现边缘存在非零力矩且方向依赖于边缘切割方式。
2024-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral damping, chiral gyromagnetism and current-induced torques in textured one-dimensional Rashba ferromagnets
本文研究了具有非共线磁交换场的一维Rashba模型中的吉尔伯特阻尼、光谱旋磁比和电流感生转矩。我们发现由于空间反转不对称性和自旋轨道相互作用（SOI）的结合，左手和右手Néel型磁畴壁的Gilbert阻尼不同，这与最近的手征阻尼实验观察一致.此外，我们发现，也光谱$g$因子不同的左手和右手Néel型畴壁，我们称之为手征旋磁。我们还研究了旋磁比在Rashba模型与共线磁化，在那里我们发现，散射修正的$g$因素消失为零SOI，成为重要的有限自旋轨道耦合，并趋于稳定的旋磁比接近其非相对论值。
2017-08-31 cond-mat.mes-hall
Designing Quantum States with Tunable Magnetic Textures
我们从理论上研究了可调磁边缘场对半导体量子阱中二维系统量子态的影响。由MJ阵列产生的磁景观可以通过电切换单个MJ的磁状态在纳米尺度上重新配置。载流子的自旋和边缘场之间的相互作用产生有效的自旋相关势，其作用类似于自旋平行（反平行）于磁性织构的载流子的量子点（势垒）。磁性产生的量子点（势垒）的位置和深度（高度）以及它们之间的耦合可以通过切换单个MJ来调制磁性纹理来调节。这使得磁控制，操纵和设计的量子态，它们的自旋和运输性质。
2022-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Pressure and Proximity Tuned Twisted Bilayer Graphene
Loughborough University（拉夫堡大学）
本研究通过封装和压力调控扭曲双层石墨烯，发现非径向自旋纹理下的纯共线爱德斯坦效应，并利用压力调节费米面与量子几何，为莫尔异质结构的拓扑和自旋-电荷转换提供新途径。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall
Proximity Induced Non-collinear Magnetic States in Planar Superconductor/Ferromagnet Hybrids
本文揭示了平面S/F异质结中由邻近效应诱导的超导关联通过轨道与交换效应共同作用产生非线性磁耦合，从而自发形成非共线磁态，为超导自旋电子学器件设计提供关键机制。
2025-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
All-optical stochastic switching of magnetization textures in Fe$_3$Sn$_2$
本研究利用飞秒光脉冲在室温无外加磁场下实现了kagome磁体Fe$_3$Sn$_2$中偶极skyrmions手性Néel盖的随机切换及I型与II型构型的相互转换，为拓扑磁结构的全光控制提供了新途径。
2025-03-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Collective spin dynamics under dissipative spin Hall torque
在层状磁性异质结构中，电流感生自旋力矩在广泛的磁性材料类别中具有许多共性。这些系统不仅包括共线铁磁体、亚铁磁体和反铁磁体，还包括更复杂的非共线自旋系统。我们开发了一个通用的拉格朗日-瑞利方法来研究耗散转矩的作用，它可以将能量泵入长波磁动力学，引起动态不稳定性。虽然瑞利结构的这种扭矩是类似的不同的磁性材料，其后果敏感地依赖于性质的顺序，特别是，对是否有一个净磁矩。后者赋予系统单极开关能力，而磁补偿材料往往演变为极限环，在大扭矩，与手性依赖于扭矩符号。除了铁磁和反铁磁的情况下，我们讨论亚铁磁体，显示开关和极限环之间的复杂竞争。作为一个简单的情况下，补偿非共线秩序，我们认为各向同性自旋玻璃，以及它们与共线磁秩序共存的情况。
2020-10-29 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit enabled all-electrical readout of chiral spin-textures
手性和拓扑结构是密切相关的基本概念，这是大量探索建立自旋织构作为潜在的磁性比特在信息技术。然而，由于手性属性的电读取对于传统的电流对平面（CPP）感测设备是非常重要的，因此这种雄心受到抑制。在这里，我们证明了从广泛的第一性原理模拟和多重散射扩展的手性自旋混合磁阻（C-XMR）的出现，使高效率的全电读出的手性和螺旋分别一维和二维的磁性状态的物质。它是线性的自旋-轨道耦合，相反的二次依赖与新推出的非本地自旋混合各向异性MR（X-AMR）。这样的运输效果是系统化的各种非共线磁状态-自旋螺旋和skyrmions -和相比，未发现的自旋轨道独立的多站点磁阻。由于它们在现成的读取设备中的简单实现，所提出的磁阻提供了令人兴奋的和决定性的成分，以探索与全电手段丰富的物理拓扑和手性磁性物体。
2022-02-23 cond-mat.mes-hall
Transverse Transport in Two-Dimensional Relativistic Systems with Non-Trivial Spin Textures
利用多重散射理论，我们表明，普遍接受的表达的横向电阻率在磁系统主机skyrmions，由普通（OHE），异常（AHE）和拓扑霍尔效应（THE）的线性叠加给出，是不完整的，必须修改一个额外的术语，“非共线”霍尔效应（NHE）。它的角形是由磁性结构、电子的自旋轨道场和底层的晶体结构决定的，从而可以将NHE与其他各种霍尔贡献分开。它的大小与自旋-轨道相互作用强度成正比。NHE是从输运实验中解码二维和三维自旋纹理所需的一个基本术语。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Charge Analysis of Ultrafast Single Skyrmion Creation
磁skyrmion是拓扑非平凡的自旋纹理的潜在利益，为未来的信息存储应用程序，并为这些目的，控制和理解单个skyrmion创建是必需的。分析了一种利用Oersted场诱导的动态激发和垂直注入自旋极化电流的自旋转移矩在螺旋磁薄膜中产生单Néel型和Bloch型Skyrmion的方案.一个拓扑电荷分析使用的拓扑电荷的晶格版本提供了洞察本地触发的过渡从平凡到非平凡的拓扑自旋纹理的Néel或布洛赫型skyrmion。磁skyrmion的拓扑保护是由对称海森堡交换能决定的。临界开关电流密度为$\sim10^{7}\thinspace\textrm{A/cm}^{2}$，随易平面型单轴各向异性和热涨落而减小。注入电流的面内自旋极化比面外极化表现更好，并且它提供超快的开关时间（100 ps内）和可靠的开关结果。
2016-03-07 cond-mat.mes-hall
Anatomy of Type-X Spin-Orbit Torque Switching
与传统的y型设计相比，使用其中铁磁（FM）层的易磁化轴（EA）和电荷电流流动方向共线的x型自旋轨道转矩（SOT）切换方案，可以实现更低功耗、更高密度和更好性能的SOT磁阻随机存取存储器（SOT-MRAM）。在这里，我们系统地研究x型SOT开关性能的宏自旋和微磁模拟。首先在理想的x型结构中研究了开关电流密度（$J_{sw}$）与面外电场和各向异性场的关系。接下来，我们通过宏观自旋模拟和实验研究了$J_{sw}$的FM层倾斜角（$ϕ_{EA}$）依赖性，结果表明随着$ϕ_{EA}$的增加，开关动力学从x型转变为y型。通过进一步整合类场转矩（FLT）到模拟系统中，我们发现，一个积极的FLT可以协助x型SOT开关，而负的带来复杂的动态。更重要的是，在存在相当大的FLT的情况下，在小于~ 10 ns的电流脉冲宽度下，x型开关模式导致比y型更低的临界开关电流，这表明采用x型设计用于使用具有FLT的材料系统的超快开关的优点。我们的工作提供了一个彻底的检查x型SOT方案与各种器件/材料参数，这可以是信息设计下一代SOT-MRAM。
2021-08-03 cond-mat.mes-hall
Chiral symmetry breaking for deterministic switching of perpendicular magnetization by spin-orbit torque
对称性破缺是确定分岔系统在过临界点时遵循哪一分支的特征。具体来说，在自旋-轨道力矩（SOT）器件中，一个基本的问题出现了：如何打破平面内自旋极化的垂直磁矩的对称性？在这里，我们表明，手征对称性破缺的双折射可以诱导确定性的SOT开关的垂直磁化。通过引入饱和磁化强度梯度或磁各向异性梯度，利用有效SOT强度梯度形成非共线自旋织构，从而破坏SOT诱导自旋织构的手征对称性，导致确定性磁化翻转.我们介绍了一种策略，以诱导出平面（z）梯度的磁性能，作为一个实用的解决方案，晶圆级制造的SOT设备。
2020-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stability and dynamics of in-plane skyrmions in collinear ferromagnets
我们研究了共线铁磁异质结中面内skyrmions的产生和动力学。我们提出了一个最小的能量模型，这类磁纹理，确定与它兼容的晶体对称性，并提出材料的候选人，仅基于对称性，这些拓扑孤子的观察。我们计算精确的解决方案，在临界耦合的偶极相互作用的情况下，后者定义的关系$H = K$和$D = \sqrt{AK}$的外部磁场的强度和Dzyaloshinskii耦合常数，分别与$K$和$A$的各向异性常数和交换刚度的材料的平面skyrmions的能量模型。通过微磁学模拟，我们证明了面内skyrmion生产的可能性，通过i）畴壁的运动，通过几何收缩和ii）脱落的磁性杂质驱动的自旋转移扭矩。平面内skyrmion动力学自旋轨道力矩触发的解析和数值研究。我们的研究结果指向的可能性，设计赛道的面内skyrmions，其速度可以通过调整充电电流和均匀的背景磁化之间的角度进行调整，特别是，速度是最大的电流平行于易磁化轴，并成为零电流横向。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall
Electrical detection of magnetic skyrmions by non-collinear magnetoresistance
磁skyrmions是本地化的非共线自旋织构与未来的自旋电子应用的高潜力。Skyrmion相已经在许多材料中被发现，并且当前研究的焦点是用于在设备中实现的单个Skyrmion的制备、检测和操纵。Skyrmions的局部实验表征已经由，例如，洛伦兹显微镜或原子尺度的隧道磁阻测量使用自旋极化扫描隧道显微镜。在这里，我们报告的微分隧道电导磁skyrmion所产生的非共线性的急剧变化：自旋通道之间的混合局部改变电子结构，使skyrmion电子不同的铁磁环境。我们提出这种非共线磁阻（NCMR）作为一个可靠的全电检测方案的skyrmions与一个简单的实现到设备架构。
2015-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Intra-unit-cell resolved intertwining of multi-$Q$ charge and spin textures in an itinerant skyrmion magnet
RIKEN Center for Emergent Matter Science（理化学研究所物质结构科学研究中心）；Department of Applied Physics and Quantum-Phase Electronics Center (QPEC), University of Tokyo（东京大学应用物理系及量子相电子研究中心）；Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Research Center for Advanced Science and Technology, University of Tokyo（东京大学先进科学技术研究中心）
本研究在GdRu₂Ge₂的五个磁性相（含两个纳米斯格明子晶体相）中，揭示了Gd 4f自旋多Q磁性与Ru 4d轨道多Q织构的关联，为非共线巡游磁体的电荷自旋交织提供了微观视角。
2026-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hydrodynamic theory of coupled current and magnetization dynamics in spin-textured ferromagnets
发展了金属铁磁体中共线自旋流与磁化动力学耦合的流体力学理论。集体自旋密度通过U（1）Berry相规范场耦合到自旋电流，该规范场由磁化的局部织构和动力学确定。我们确定唯象的耗散修正的运动方程的电子电流，其中包括一个耗散的自旋动力学所产生的磁化动力学和磁纹理相关的电阻率张量。磁性织构上的相互耗散、绝热自旋力矩遵循Onsager原理。我们调查的热涨落的影响，发现电子动力学有助于非本地吉尔伯特阻尼张量的Landau-Lifshitz-Gilbert方程的磁化强度。几个简单的例子，包括磁涡旋，螺旋，螺旋，详细分析，以证明一般原则。
2009-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
