Acoustic parametric pumping of spin waves
最近的实验证明了通过超声产生自旋电流。我们可以从磁化和晶格波之间的耦合来理解这种声致自旋泵。在这里，我们研究了纵向声波对磁化的参量激发，并计算了声阈值功率。感应磁化动力学可以通过自旋泵浦到显示逆自旋霍尔效应的相邻正常金属中来检测。
2013-12-23 cond-mat.mes-hall
Development in the Scattering Matrix Theory: From Spin-Orbit-Coupling Affected Shot Noise to Quantum Pumping
回顾章开始的教学介绍的一般概念的散射理论：从基本波函数图片的第二个量子化的语言，目的是清除可能的歧义在传统的教科书。本文介绍了该方法在电流涨落和散射参量驱动的量子抽运过程中的应用，包括Büttiker，Brouwer，Moskalets，Zhu等人的贡献。特别是，考虑自旋相关散射过程，可以处理受自旋轨道耦合影响的散粒噪声。实验观察到的Fano因子低于0.5的大的散粒噪声抑制可以通过Dresselhaus自旋轨道耦合效应引起的反平行自旋电子之间的有效排斥来说明。Moskalets等人发展了用于介观导体中量子力学泵浦的Floquet散射理论，给出了从绝热到非绝热，从弱泵浦到强泵浦的量子泵浦现象的概貌。
2010-11-16 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic pumping of single electrons affected by magnetic fields
研究了垂直磁场作用下AlGaAs/GaAs异质结构中动态量子点对分立电荷的非绝热抽运。将GHz范围内的振荡电压施加到两个顶栅中的一个，穿过窄导线并限制量子点，导致栅极特性中的量化泵浦电流平台。泵浦单个电子的机制可以追溯到进入和离开点的各种隧穿过程。将该理论推广到多电子情形，可以方便地研究外加磁场中的抽运特性。以这种方式，提取了泵浦偶数或奇数电子之间的性质上不同的行为。
2009-09-15 cond-mat.mes-hall
Electrical detection of spin pumping due to the precessing magnetization of a single ferromagnet
我们报告直接电检测自旋泵，使用横向正常金属/铁磁体/正常金属设备，其中单个铁磁体在铁磁共振泵自旋极化电子进入正常金属，导致自旋积累。由于铁磁体的自旋相关电导率，导致自旋电流回流到铁磁体中产生直流电压。通过比较不同的接触材料（Al和/或Pt），我们发现，与理论一致，正常金属的自旋相关的属性决定的直流电压的大小。
2006-09-05 cond-mat.mes-hall
Mechanism of parametric pumping of magnetization precession in a nanomagnet. Parametric mechanism of current-induced magnetization reversal
提出了一种基于参量共振的电流感生磁化反转机制。磁化反转的源是垂直于铁磁纳米磁体的磁各向异性的易磁化轴施加的电流感应磁场。在FeCoB纳米磁体中测量的电流感应磁场在65 mA/μ m 2的电流密度下为60高斯。两种机制的磁化反转的描述和计算。第一种机制是通过RF电流的反转，该RF电流以接近纳米磁体的进动频率的频率调制。第二种机制是通过DC电流的反转，其中磁阻和感应磁场的电流依赖性产生正反馈回路，其将随机微小的热波动放大成导致磁化反转的大磁化进动。将所提出的机制与传统的磁化反转机制如自旋力矩和自旋轨道力矩相结合，可以提高磁性随机存取存储器的性能。
2021-04-27 cond-mat.mes-hall
Magnetization pumping and dynamics in a Dzyaloshinskii-Moriya magnet
我们制定了一个唯象描述的薄铁磁层反转不对称的单畴磁动力学经验的磁振子电流感应扭矩，并导致磁振子动力。我们首先建立一个唯象理论的基础上不可逆热力学，考虑到系统的对称性。此外，我们证实，这些影响源于Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的分析基于随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程。我们的唯象结果推广到一般形式的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和其他系统，如烧绿石晶体和手性磁体。可能的应用包括自旋电流产生、磁化反转和磁子冷却。
2015-04-09 cond-mat.mes-hall
Acoustic ferromagnetic resonance and spin pumping induced by surface acoustic waves
磁性薄膜的电压感生磁化动力学是研究各向异性场、交换耦合、磁化阻尼和自旋泵机制的重要工具。一种特别成熟的技术是由GHz范围内的微波光子和磁化本征模耦合产生的铁磁共振（FMR）。本文综述了声表面波与薄膜磁化耦合的声铁磁共振技术的基本概念。有趣的是，除了微波激发的FMR技术的好处，SAW和磁化之间的耦合也提供了肥沃的土壤，研究磁振子声子和自旋旋转耦合。我们描述了面内磁场角度依赖的a-FMR通过测量的吸收/传输的SAW和SAW的存在下的晶格的旋转运动的衰减，并显示随之产生的自旋电流由声自旋泵。
2020-01-27 cond-mat.mes-hall
Evanescent Orbital Pumping by Magnetization Dynamics Free of Spin-Orbit Coupling
本文报道磁性纳米结构中相干磁化动力学可无需自旋-轨道耦合，通过杂散电磁场与电子轨道耦合，将轨道电流倏逝泵入相邻半导体，并产生轨道霍尔电流，为低耗散轨道电子器件奠定基础。
2025-10-17 cond-mat.mes-hall
Dynamic Magnetoelastic Boundary Conditions and the Pumping of Phonons
推导了任意磁化方向和界面形状的磁弹性异质结构在铁磁共振作用下的界面边界条件。我们应用我们的形式主义的磁性$\vert$非磁性双层和磁性颗粒嵌入在一个磁性薄膜，揭示了一个非平凡的磁化角依赖的声学声子泵浦。
2021-06-10 cond-mat.mes-hall
Quantum spin pumping at fractionally quantized magnetization state for a system with competing exchange interactions
研究了具有竞争交换作用的反铁磁自旋1/2链的量子自旋抽运。我们表明，在空间和时间调制的空间周期性的潜力作为一个量子自旋泵。在我们的模型系统中，外加电场通过引入键交替交换相互作用导致自旋能隙到其临界基态。我们研究了不同量子化磁化状态下的量子自旋抽运，并从物理上解释了不同分数量子化磁化状态下量子自旋抽运的存在和不存在。
2008-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetization dynamics in synthetic antiferromagnets: Role of dynamical energy and mutual spin pumping
我们研究磁化动力学的非对称层间交换耦合的Py/Ru/Py三层使用矢量网络分析仪为基础的和电检测铁磁共振技术。两种不同的铁磁共振模式，同相和异相，观察到所有三个制度的静态磁化配置，通过反平行排列在低场，自旋触发器过渡在中间场，和平行排列在高场。的非单调行为的模式作为外部场的函数进行了详细的解释，通过分析层间交换和塞曼能量，并被发现是完全由它们的动态组件的相互作用。此外，这两种模式的线宽被确定在三个制度和线宽与外部磁场的不同行为归因于相互自旋泵在样品中诱导。有趣的是，异相和同相模式的线宽之间的差异在自旋触发器转变时减小，并且在反平行和平行排列的磁化状态之间反转。
2020-06-23 cond-mat.mes-hall
Phase dynamics of oscillating magnetizations coupled via spin pumping
本文发展了一种同时求解两个铁磁体中磁化强度的运动方程和自旋抽运诱导自旋输运方程的理论方法。在此基础上，研究了自激振荡状态下磁化强度的耦合运动。发现自旋抽运引起了磁化强度的同相同步，并使其绕易磁化轴振荡。另一方面，对于围绕难磁化轴的面外自振荡，自旋泵浦导致在小电流区域中的同相同步，而在大电流区域中激发反相同步。相位方程的基础上的分析理论表明，在稳定状态下的磁化之间的相位差取决于振荡方向，顺时针或逆时针方向的磁化。
2018-05-07 cond-mat.mes-hall nlin.AO
Orbital Pumping by Magnetization Dynamics in Ferromagnets
本研究提出铁磁体磁化动力学可产生轨道泵浦效应，建立了绝热微扰理论形式体系，通过第一性原理计算发现3d铁磁体中轨道泵浦与自旋泵浦比值为5%-15%，Ni是实验测量的优选材料。
2024-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transverse and Unidirectional Spin Pumping
通过近场电磁辐射实现横向和单向自旋泵送，为低维自旋电子器件提供高效自旋电流生成方法。
2026-01-09 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit-coupling induced torque in ballistic domain walls: equivalence of charge-pumping and nonequilibrium magnetization formalisms
为了研究自旋-轨道耦合（SOC）对磁性材料自旋转移矩的影响，我们实现了两种SOC理论体系.利用“电荷泵”理论体系，我们发现了两种对弹道Ni畴壁面外自旋转移矩参数$β$的贡献.对于短DW，由交换电势的快速空间变化引起的传导电子的非绝热反射导致随着DW长度减小而迅速增加的面外扭矩。对于长DW，费米能级导电沟道各向异性，在SOC的存在下引起固有DW电阻，导致$β$对DW长度的线性依赖性。为了理解$β$在长DW极限下的这种违反直觉的发散，我们使用“非平衡磁化”形式主义来研究空间分辨的自旋转移矩。SOC引起的平面外的扭矩在弹道DWs被发现是定量一致的使用电荷泵计算表明这两种理论方法的等效性所获得的值。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall
Non-linear spin torque, pumping and cooling in superconductor/ferromagnet systems
我们研究了动态磁化的金属纳米磁体与含有稳定自旋分裂场的超导体耦合的异质结构中磁化动力学和电子自由度之间的耦合效应。我们预测这个系统如何表现出非线性的自旋扭矩，它可以被驱动，无论是在界面上的温度差或电压。我们推广这一概念的任意磁化进动推导Keldysh行动的接口，描述耦合的电荷，热量和自旋运输中存在的旋进磁化。我们描述了超导性对旋进阻尼和反阻尼力矩的影响。我们还预测了完整的非线性特性的Onsager对应的扭矩，显示通过泵送的电荷和热流。对于后者，我们预测自旋泵冷却效应，磁化动力学可以冷却纳米磁体或超导体。
2020-09-17 cond-mat.mes-hall
Spin and charge pumping in magnetic tunnel junctions with precessing magnetization: A nonequilibrium Green function approach
我们研究了自旋和电荷电流的旋进磁化的单个铁磁层内的F |I| N或F |I| F（F-铁磁体; I-绝缘体; N-正常金属）纳米级厚度的多层膜连接到两个正常的金属电极，它们之间没有施加偏置电压。我们以简单的一维模型（由一个旋进自旋和一个势垒组成的“样品”）和真实的三维器件为研究对象。在旋转的参考系中，磁化似乎是静态的，这些结被映射到一个四端直流电路，其有效的半金属铁磁电极偏置的频率$\hbar ω/e$的微波辐射驱动磁化旋进的铁磁共振（FMR）条件。我们发现，F |I| F结中的泵浦自旋电流，隧道势垒后面减少，并在相反的方向上增加，被过滤成电荷电流的第二$F$层产生直流泵浦电压的顺序$\sim 1$ $μ$ V（在FMR频率$\sim 10$ GHz）在开路。在F |I| N器件中，由于在泵浦的旋转帧图像中连接四个电极的传输系数中的势垒引起的不对称性，几个数量级的较小的充电电流和相应的直流电压伴随着泵浦的自旋电流出现。
2009-04-14 cond-mat.mes-hall
Gate controllable spin pumping in graphene via rotating magnetization
研究了在石墨烯上施加一个具有旋转磁化强度的铁磁体（F）的纯自旋抽运，利用绝热自旋抽运的广义散射方法，得到了通过磁性石墨烯抽运到邻近正常（N）区域的自旋电流.自旋电流可以很容易地控制的栅极电压，并在一定条件下，变得足够大，可在目前的实验设置测量。事实上，当自旋之一由于铁磁部分中相应自旋物种的状态密度消失而被完全过滤时，它达到最大值。考虑具有有限铁磁区的N |F| N结构，发现与金属铁磁材料相比，横向自旋相干长度可以与由$L$表示的F的长度相当。随后，由于量子干涉，自旋流成为$JL/\hbar v_F$的振荡函数，其中$J$是F内部的自旋分裂。最后，我们表明，源于泵到两个不同的正常侧的可控性，一个深刻的自旋电池效应可以看到在混合N |F| N设备。
2014-11-23 cond-mat.mes-hall
Charge pumping by magnetization dynamics in magnetic and semi-magnetic tunnel junctions with interfacial Rashba or bulk extrinsic spin-orbit couplings
本文发展了一种含时非平衡格林函数（NEGF）方法，研究了在F/I/F磁性隧道结（MTJ）或F/I/N半MTJ中，当F/I界面存在本征Rashba自旋轨道耦合（SOC）或F层中存在非本征SOC时，其中一个铁磁层的旋进磁化引起的自旋泵浦问题（F-铁磁体; N-正常金属; I-绝缘屏障）。为了表示时间平均的泵浦电荷电流，或相应的直流电压信号在开路，在最近的实验中测量的半MTJ [T。Moriyama等人，物理修订信函100，067602（2008）]中，我们构建了一种用于双时间傅立叶变换的NEGFs的新的解决方案。在这个表示中的两个能量参数的NEGFs连接的Floquet定理描述多光子发射和吸收过程。在传导电子的这种完全量子力学处理中，我们发现：（i）仅在存在界面Rashba SOC的情况下，F/I/N半MTJ中的非零dc泵浦电压可以在绝热水平出现（即，（ii）如果Rashba SOC不位于旋进F层中，则该电荷泵浦现象消失的独特特征是作为旋进锥角的函数改变符号的dc泵浦电压;（iii）与在没有SOC的情况下的标准自旋泵浦不同，其中一个发射或吸收的微波光子足以匹配随磁化旋转的坐标系中的精确解，Rashba SOC的存在需要考虑多达10个光子，以达到泵浦电荷电流的渐近值;（iv）F/I/F MTJ内的无序可以增强准弹道输运机制中的直流泵浦电压;……
2011-11-17 cond-mat.mes-hall
Diffraction induced Spin Pumping in Normal-Metal/Multiferroic-Helimagnet/Ferromagnet Heterostructures
绝热量子抽运现象一般可用循环圈内Berry曲率的表面积分来解释。在铁磁体基结构中，磁化旋进可以泵出不含电荷电流的自旋角动量流。当电子被螺旋磁网散射时，由于螺旋的空间调制，会发生自旋相关的衍射。在这项工作中，我们考虑的电荷和自旋流驱动的磁化旋进正常金属/多铁性helimagnet/铁磁体异质结构。泵浦行为由衍射态控制。在泵浦电流中遇到了规范依赖性，这在其他系统的静态输运性质或泵浦行为中不会发生。
2014-05-30 cond-mat.mes-hall
Magnetization dynamics and spin pumping induced by standing elastic waves
借助于考虑自旋和晶格应变之间的磁弹性耦合的微磁模拟，描述了在薄铁磁膜中激发的弹性驻波引起的磁化动力学。对2nm厚的Fe_（81）Ga_（19）薄膜在不同频率的纵向和横向驻波作用下产生动态应变进行了模拟，这些频率跨越了未应变Fe_（81）Ga_（19）薄膜中相干磁化旋进的共振频率nur_res附近的很宽范围.研究发现，弹性驻波引起复杂的局部磁化动力学和空间不均匀的动态磁图案。弹性驻波中磁化振荡的时空分布具有同波长自旋驻波的形式。值得注意的是，在这些自旋波的节点处，磁化进动的幅度不会变为零，这不能用简单的解析公式精确描述。在稳态状态下，磁化以弹性波的频率振荡，除了频率远低于nu_res的纵波的情况，其中磁化以强烈超过波频率的可变频率旋进。当弹性波频率接近nures时，自旋驻波波腹处的旋进幅度急剧增大.利用弹性波驱动下磁化动力学的结果，计算了动态应变铁磁体抽运到相邻顺磁金属中的自旋电流.重要的是，由自旋电流通过逆自旋霍尔效应产生的横向电荷电流足够高，可以通过实验测量。
2015-12-30 cond-mat.mes-hall
Critical current of spin transfer torque-driven magnetization dynamics in magnetic multilayers
在考虑自旋抽运和横向自旋电流有限穿透深度的情况下，研究了自旋转移矩驱动磁化动力学的临界电流。我们成功地再现了Chen等人[Phys. Rev. B { \bf 74}，144408（2006）]最近获得的实验结果，并发现即使在自由层的零厚度极限下，临界电流也保持有限。我们发现临界电流的剩余值主要由自旋抽运决定。
2008-12-31 cond-mat.mes-hall
Quantum Scattering Theory of Spin Transfer Torque, Spin Pumping and Fluctuations
自旋转移矩和自旋抽运是自旋电子学中的两个重要的互逆现象。这些现象发生在普通金属和磁体的混合系统中。自旋转移是将金属中的自旋电流转换为磁体磁化的扭矩。自旋泵浦是旋进磁体的自旋电流发射。在这里，我们展示了一个一般的方式来理解这些影响内的量子平衡路径积分模型。我们的结果同意与已知的表达式自旋转移和自旋泵的横向（混合）电导时，没有波动。然而，在有限的温度、频率或自旋累积下，磁体也会经历波动的转矩。在经典区域，当热能大于偏压和旋进频率时，我们再现了与自旋转移和自旋泵浦相关的经典布朗-朗之万力。在低温下，在量子制度，我们表明，磁化波动不同的弹性和非弹性电子输运制度。此外，我们展示了如何额外的输运系数以外的混合电导管理的波动。这些系数中的一些与电子散粒噪声有关，因为电子的离散自旋角动量。我们估计的波动系数的清洁，隧道和无序结和绝缘磁体的情况下。我们的结果为探索低温磁化动力学和自旋热电子学开辟了一条道路。
2022-07-19 cond-mat.mes-hall
Adiabatic phase pumping in S/F/S hybrids with non-coplanar magnetization
本研究基于Gor'kov和Bogoliubov-de Gennes形式体系，分析了非共面磁化三层铁磁体S/F/S结构中的Josephson相位泵浦效应，发现交换场增加会导致相位增益发生从0到2π的拓扑切换，为实验设计提供了理论基础。
2023-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Charge pumping and the colored thermal voltage noise in spin valves
由移动磁化引起的自旋泵浦在自旋阀上产生电压。磁化的热波动表现为在铁磁共振频率和/或零频率处具有吸收线的增加的热电压噪声。该效应取决于磁化配置，并且可以与约翰逊-奈奎斯特热噪声具有相同的数量级。色电压噪声的测量是一种替代铁磁共振实验的纳米尺度铁磁电路。
2009-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inverse quantum spin Hall effect generated by spin pumping from precessing magnetization into a graphene-based two-dimensional topological insulator
我们提出了一种用于二维（2D）拓扑绝缘体中量子自旋霍尔效应（QSHE）电探测的多端纳米结构。该器件由具有旋进磁化的铁磁（FM）岛组成，该岛将纯自旋电流对称地泵入（在没有任何偏置电压的情况下）左右相邻的二维TI中，该二维TI被建模为具有固有自旋轨道（SO）耦合的石墨烯纳米带。六端TI |FM| TI纳米器件的QSH制度，连接到两个纵向和四个横向正常金属电极，其特征在于由SO耦合诱导的能隙，手性自旋过滤的边缘状态在有限长度TI区域内，和量化的自旋霍尔电导时，施加纵向偏置电压，尽管存在的FM岛。相同的无偏置装置，但具有中心FM岛的旋进磁化，完全阻止总自旋和电荷电流泵入纵向电极，同时产生DC横向电荷霍尔电流。虽然这些横向电荷电流没有被量子化，它们的感应与零纵向电荷电流一起是TI对泵浦纯自旋电流的独特电响应，不能被SO耦合但拓扑平凡的系统所模仿。在相应的两端不均匀的TI |FM| TI纳米结构中，我们成像了TI内局部自旋和电荷电流的空间分布，这说明输运局限于手性自旋过滤边缘态，同时揭示了TI周围存在界面自旋和电荷电流|FM接口和穿透到大量的TI在一些短的距离。
2009-12-29 cond-mat.mes-hall
Spin Pumping and Spin Transfer
自旋泵浦是通过磁化动力学发射自旋电流，而自旋转移代表通过自旋电流激发磁化。利用Onsager的互易关系，我们证明了在具有巡游电子的磁结构中，自旋抽运和自旋转移矩是两个基本等价的动力学过程。本文综述了织构块状铁磁体（如含有畴壁）和异质结构（如自旋阀）的磁化序参量和电子的耦合运动理论。采用第一性原理计算方法研究了磁性合金的阻尼参数随材料的变化规律。理论和实验结果基本一致。
2012-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adiabatic Pumping of Orbital Magnetization by Spin Precession
本文提出自旋进动驱动的轨道磁化绝热泵浦机制，揭示小锥角下磁化正比于自旋与其时间导数叉积并贡献磁振子塞曼效应，大锥角下在反铁磁拓扑绝缘体中可达自然单位e/T，并进一步讨论非均匀磁化泵浦的无耗散电荷电流及边缘态边界贡献。
2025-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Important role of magnetization precession angle measurement in inverse spin Hall effect induced by spin pumping
本文利用宽带自旋抽运和反向自旋霍尔效应测量方法研究了Ni_（80）Fe_（20）/Pt双层膜中Pt的自旋霍尔角。为了抑制不需要的电流磁效应，利用了施加垂直于充电电流方向的外部磁场的面外激励几何结构。从各向异性磁电阻（AMR）的整流电压和在共面波导中使用微波功率的常规方法估计了宽激励频率范围（4-14 GHz）的铁磁共振的磁化进动角。观察到不同方法的进动角轮廓的显著差异，导致Ni_（80）Fe_（20）/Pt界面处的自旋电流密度的估计值变化很大。利用AMR效应估计的自旋电流密度的频率依赖性被发现是类似的反自旋霍尔电压。我们得到的频率不变的自旋霍尔角为0.067。
2017-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced spin torque resonance of magnetic insulators affected by field-like spin-orbit torques and out-of-plane magnetizations
从理论上研究了磁性绝缘体Y_3Fe_5O_（12）和具有自旋-轨道相互作用的普通金属Pt组成的双层膜系统中的自旋矩铁磁共振（ST-FMR）。基于漂移扩散自旋模型和量子力学边界条件，我们对所有磁化方向和类场自旋轨道矩的存在下的ST-FMR进行了建模。ST-FMR实验可以揭示双层膜中电流和磁化强度之间的自旋轨道耦合的关键信息。
2015-02-28 cond-mat.mes-hall
Quantized spin pump on helical edge states of a topological insulator
本文对基于量子自旋霍尔绝缘体螺旋边态的传统双参数量子泵器件中的量子自旋泵进行了理论研究。通过引入两个与时间相关的反相磁化作为泵浦参数，我们发现当费米能级位于磁化打开的能隙中时，在一个泵浦周期内可以泵浦出整数个电荷或自旋，这归因于两个泵浦势之间可能存在的拓扑界面态。量子化的泵浦电流可以是完全自旋极化的、自旋非极化的或纯自旋电流，而其方向可以通过一些系统参数（如泵浦相位和局部栅极电压）突然反转。我们的研究结果可能有助于量子化自旋泵的产生。
2018-03-06 cond-mat.mes-hall
Detection of spin waves in permalloy using planar Hall effect
利用平面霍尔效应实现了坡莫合金薄膜中磁化强度微波振荡的整流。获得两个不同的整流信号：一个信号从线性激励的均匀磁化进动的频率的外部泵浦和信号从对向传播的短波长自旋波参数化产生的泵浦频率的一半。第二个，最不寻常的，整流信号是由动态磁化的均匀分量引起的，该动态磁化是由于参数自旋波的相位相关对的干涉而产生的。
2015-03-16 cond-mat.mes-hall
Spin-pumping and Enhanced Gilbert Damping in Thin Magnetic Insulator Films
薄膜磁绝缘体中的旋进磁化将自旋泵入相邻的金属中;然而，这种现象还没有定量地理解。本文提出了自旋抽运与横模数和面内波矢关系的理论。对于长波长的自旋波，增强吉尔伯特阻尼的横向模式的体积波是两倍的宏观自旋模式，和表面模式，增强可以是十倍或更强。对于短波长交换自旋波，自旋泵浦可以忽略不计。我们证实了我们的分析理论与最近的实验结果一致的数值计算。
2013-03-20 cond-mat.mes-hall
Spin pumping and torque statistics in the quantum noise limit
我们分析了通过隧道接触耦合到大磁性金属的金属纳米磁体中的电荷和能量流以及自旋扭矩的统计。我们推导出一个Keldysh行动的隧道势垒，描述的随机电流中存在的磁化进动率$Ω$。与以前的一些方法相比，我们包括影响计数统计的几何相位。我们说明了使用的行动，通过推导自旋电子波动关系，泵浦电流噪声的量子极限，并考虑在两种特定情况下的波动：自旋转移力矩驱动的磁化的稳定进动的情况下，和转矩引起的磁各向异性的最小值之间的切换。当旋进速率超过温度$T$时，量子校正是相关的，即，为了$\hbar Ω\gtrsim k_B T$。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall
Characterization of spin relaxation anisotropy in Co using spin pumping
铁磁体被认为表现出强烈的各向异性自旋弛豫，自旋纵向磁化的弛豫长度显著长于自旋横向磁化的弛豫长度。在这里，我们使用自旋泵的贡献Gilbert阻尼非共线磁化的Py $_{1-x}$ Cu $_{x}$ /Cu/Co三层结构的自旋弛豫的各向异性的特征。在垂直于薄膜平面的场偏置下，Py $_{1-x}$ Cu $_{x}$和Co之间的静态磁化角可以控制从Py $_{1-x}$ Cu $_{x}$泵入Co的纵向和横向自旋电流的投影。拟合扩散输运模型得到Co中的纵向自旋弛豫长度$< 2$ nm。发现的纵向自旋弛豫长度比那些小一个数量级由电流垂直于平面的巨磁阻测量确定，但与横向自旋弛豫长度在Co确定的自旋泵。
2016-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Motive Forces and Current-Induced Torques in Ferromagnets
在金属铁磁体中，已知自旋转移力矩和自旋动力呈现出相互关系。最近对具有强自旋-轨道耦合的铁磁体的实验揭示了流动载流子与磁化强度之间相互作用的丰富复杂性，但对这种耦合动力学缺乏全面的了解。在这里，我们开发了一个一般的现象学的两个相互作用的过程中的电荷泵的自旋动力学和电流驱动的磁化动力学。形式主义是有效的自旋轨道耦合的任何强度，并提出了一个系统的计划，推导出所有可能的扭矩和电荷泵条款，遵守对称性要求的点群的系统。我们演示了如何通过Onsager互惠关系连接不同的电荷泵和扭矩的贡献。的形式主义适用于两个重要的系统：各向同性铁磁体与非均匀磁化和均匀的铁磁体描述的点群$C_{2v}$。
2015-06-11 cond-mat.mes-hall
Dynamic localization and Coulomb blockade in quantum dots under AC pumping
本文研究了在库仑阻塞条件下，外加周期性微扰时量子点的电导。稳态由扰动对点电子的加热和与冷接触的电子交换的冷却之间的平衡确定。我们发现，库仑阻塞峰可以有一个特殊的形状，如果加热的动态本地化的影响，这可能是这种效果的实验签名。
2004-06-22 cond-mat.mes-hall
Experimental investigation of the effect of topological insulator on the magnetization dynamics of ferromagnetic metal: $BiSbTe_{1.5}Se_{1.5}$ and $Ni_{80}Fe_{20}$ heterostructure
本研究探讨了$Ni_{80}Fe_{20}$与$BiSbTe_{1.5}Se_{1.5}$异质结构中自旋泵浦诱导的磁化动力学，通过低温实验证实了拓扑绝缘体表面态的自旋动量锁定效应及其与铁磁层的交换耦合。
2023-11-24 cond-mat.mes-hall
Effect of interfacial oxidation layer in spin pumping experiments on Ni$_{80}$Fe$_{20}$/SrIrO$_3$ heterostructures
SrIrO $_3$具有大的自旋-轨道耦合和低的电荷电导率，已成为自旋电子器件中有效的自旋-轨道转矩磁化控制的潜在候选者。本文报道了界面氧化层对Ni $_{80}$ Fe $_{20}$（NiFe）/SrIrO $_3$双层异质结构中自旋抽运实验的影响。为了研究这种情况下，我们进行了宽带铁磁共振（BBFMR）测量，这表明存在的界面反铁磁氧化物层。我们在低温下进行了面内BBFMR实验，这使我们能够同时研究动态自旋泵浦特性（吉尔伯特阻尼）和静态磁性（如有效磁化强度和磁各向异性）。分析NiFe/SrIrO $_3$双层薄膜的结果，并与NiFe/NbN/SrIrO $_3$三层参考样品的结果进行比较，其中插入自旋透明的超薄NbN层以防止NiFe氧化。在低温下，我们观察到这些样品的磁化动力学参数的实质性差异，这可以解释由反铁磁界面层的NiFe/SrIrO $_3$双层。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Pumping, Dissipation, and Direct and Alternating Inverse Spin Hall Effects in Magnetic Insulator-Normal Metal Bilayers
我们从理论上考虑自旋波模式和波长依赖的增强的Gilbert阻尼磁绝缘体-正常的金属双层由于自旋泵以及增强的关系，在正常的金属中的直接和交替的反自旋霍尔电压。在长波长的限制，包括长程偶极相互作用，横向体积模式的宏自旋模式的增强的比率是等于2。在面外磁化的情况下，该比率随着表面各向异性能量和模式数的增加而减小。如果表面各向异性诱导表面态，则增强可以比宏观自旋大一个数量级。对于面内磁化，可以通过将各向异性参数映射到具有各向异性的面外情况来理解感生耗散增强。对于较短的波长，我们计算的增强数值，并找到良好的协议与分析结果在适用的范围内。我们还计算了感应直流和交流逆自旋霍尔电压，并与这些存储在铁磁体的磁能。因为直接自旋霍尔电压的大小是自旋耗散的量度，所以它与吉尔伯特阻尼的增强成正比。交替自旋霍尔电压表现出类似的平面波数依赖性，我们证明，它是最大的表面局域模式。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall
Dynamic $0-π$ transition induced by pumping mechanism
利用Nambu $\otimes $自旋空间Keldysh格林函数方法，给出了微腔中量子点与超导导线耦合的非平衡电荷和自旋抽运理论.发现电荷流包括两部分：代表相干库珀对转移的无耗散超电流和泵浦准粒子电流。超导电流表现出动态$0-π$跃迁诱导的频率和强度的$σ_{-}$偏振激光场。这种动力学转变不受强库仑相互作用的影响。特别是当极化激光场的频率大于超导能隙的两倍时，出现了自旋电流，并且自旋电流是两个超导体之间相位差的偶函数。我们的理论是对非超导自旋电子学的一种扩展。
2006-11-14 cond-mat.mes-hall
Detection of the microwave spin pumping using the inverse spin Hall effect
本文报道了利用逆自旋霍尔效应（ISHE）对铁磁共振（FMR）过程中自旋抽运电流的动力学部分进行电探测。实验在YIG $|$ Pt双层膜上进行。选择YIG（一种磁性绝缘体）确保了两层之间没有电荷电流流动，并且只有由磁化动力学产生的纯自旋电流通过自旋泵浦转移到相邻的强自旋轨道Pt层中。为了避免测量在微波源的频率下感应的寄生涡电流，在平行几何结构中使用参数激励在频率的一半处感应谐振。触发这种非线性效应可以在频谱分析仪上直接检测ISHE电压的微波分量。对于几度的旋进角，测量到大至30 $μ$ V的信号。这种直接检测提供了一种新的有效手段，研究磁化动力学在一个非常宽的频率范围内具有很高的灵敏度。
2013-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Parametric excitation of surface magnetostatic modes in an axially magnetized elliptic cylinder under longitudinal pumping
本文对沿轴磁化的长椭圆铁氧体柱体的表面静磁模，考虑柱体表面的边界条件，建立了纵向抽运下参数激励的严格解析理论，指出在抽运频率的一半处，可以参数激励一对频率简并的反向传播表面模，导出了相应的参量激励阈值的表达式。阈值表现出很强的依赖于模式数和椭圆柱的纵横比，并从上述的大的纵横比的值推导出的平面波分析的基础上的倾向.的简单的解析关系之间的比例的激励表面静磁振荡的高频磁化极化椭圆的轴和参数激励阈值，讨论，并图示说明。
2015-06-16 cond-mat.mes-hall
Large spin pumping effect in antisymmetric precession of Ni$_{79}$Fe$_{21}$/Ru/Ni$_{79}$Fe$_{21}$
在磁性三层结构中，对铁磁共振的吉尔伯特阻尼的贡献来自于从一层泵送到另一层的自旋电流。这种贡献已被证明为层与弱耦合，分离的共振，其中磁化动力学激发主要在一个层和其他层作为自旋阱。在这里，我们表明，三层结构中的磁化被同时激发，反对称，显示自旋泵效应约两倍大。反铁磁耦合的Ni $_{79}$ Fe $_{21}$（8 nm）/Ru/Ni $_{79}$ Fe $_{21}$（8 nm）三层膜的反对称（光学）模式显示出比对称（声学）模式大的吉尔伯特阻尼常数，其量与Py（$Δα\simeq\textrm{0.006}$）的本征阻尼一样大。在3-25 GHz范围内，场垂直和场平行于膜平面几何形状的效果是相同的。结果证实了自旋泵模型的预测，并在GHz的设备中使用的合成反铁磁体（SAF）的结构的影响。
2016-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced magnetization dynamics in two magnetic insulators separated by a normal metal
在宏观自旋模型下，研究了由两层磁绝缘体和一层正常金属构成的自旋阀的动力学行为。通过间隔件的电流产生自旋霍尔电流，该自旋霍尔电流可以经由自旋转移扭矩来致动磁化。我们推导出表达式的有效吉尔伯特阻尼和临界电流的磁化动力学的发病，包括自旋泵的影响，可以通过铁磁共振实验进行测试。电流在同相和异相模式之间产生幅度不对称。我们简要地讨论了金属超晶格和磁性绝缘体。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall
Enhanced Spin Pumping and Magnetization dynamics in Ni$_{80}$Fe$_{20}$/MoS$_2$ stack via interface modification
本文利用宽带 FMR 研究 ML-MoS$_2$/Py 界面自旋泵浦，并通过插入不同厚度 Pt 中间层量化阻尼增强、自旋混合电导与自旋电流密度。
2025-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Diffusive versus local spin currents in dynamic spin pumping systems
利用微观理论，我们研究了由磁化动力学驱动的自旋电流的性质。在光滑磁化织构的限制下，自旋泵效应引起的主导自旋电流是扩散自旋电流，即，所述扩散仅由与自旋累积相关联的扩散引起。也就是说，没有有效场局部驱动自旋流。我们还研究了自旋-轨道相互作用，特别是逆自旋霍尔效应将抽运的自旋电流转换为电荷电流的机制。我们表明，自旋-电荷转换并不总是发生，它强烈依赖于自旋-轨道相互作用的类型。在Rashba自旋-轨道系统中，电荷流的局部部分与自旋弛豫力矩成比例，并且局部自旋流（其不产生于自旋累积）在转换中不起任何作用。相比之下，扩散自旋电流对扩散电荷电流有贡献。或者，对于由随机杂质引起的自旋-轨道相互作用，局部电荷电流与仅构成总自旋电流的一小部分的局部自旋电流成比例。显然，主导自旋电流（扩散自旋电流）没有转换成电荷电流。因此，自旋电流的性质根据其起源而根本不同，因此自旋输运和自旋-电荷转换行为需要与自旋电流产生一起讨论。
2010-04-07 cond-mat.mes-hall
Topological electric driving of magnetization dynamics in insulators
已建立的电磁耦合形式通常是保守的（在绝缘体中）或耗散的（在金属和半导体中）。在这里，我们指出的可能性，非耗散的电驱动的磁化动力学，如果价电子态具有非平凡的拓扑结构中的晶体动量和磁化组态的组合空间。我们提供了一个混合绝缘体系统，以证明基于拓扑的非保守电广义力是能够支持持续的磁化运动中存在的吉尔伯特阻尼，量化和稳定的能量泵入磁化运动的电场。我们还将结果推广到磁织构，并讨论了电场诱导的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，它可以是非保守的。
2021-06-23 cond-mat.mes-hall
Electrical detection of spin pumping: dc voltage generated by ferromagnetic resonance at ferromagnet/nonmagnet contact
我们描述了在金属纳米结构中的自旋泵的电检测。在自旋泵效应中，旋进的铁磁体附着在正常金属上，充当自旋极化电流的泵，引起自旋积累。由此产生的自旋积累感应到铁磁体的自旋电流的回流，并产生直流电压，由于自旋依赖的铁磁体的电导率。这种电压的大小与正常金属的自旋弛豫性质成比例。通过使用铂作为接触材料，我们观察到，与理论一致，与使用铝的情况相比，电压显著降低。此外，整流之间的循环射频电流和铁磁体的磁化进动的影响进行了检查。最重要的是，我们表明，使用改进的布局设备的几何形状，这些影响可以最小化。
2008-09-23 cond-mat.mes-hall
Resonant Measurement of Non-Reorientable Spin-Orbit Torque from a Ferromagnetic Source Layer Accounting for Dynamic Spin Pumping
使用多层结构包含（钴探测器层）/（铜间隔）/（坡莫合金源极层），我们的实验表明如何不可重定向的自旋-轨道扭矩所产生的坡莫合金源极层（自旋-轨道扭矩的组成部分，不改变坡莫合金磁化旋转时）可以使用自旋扭矩铁磁共振（ST-FMR）与线形分析测量。我们发现，动态自旋泵的磁性层之间施加的扭矩的磁性层大或大于自旋轨道扭矩，因此，如果动态自旋泵被忽略的结果将是一个大的高估的自旋轨道扭矩。然而，这两种效应可以通过执行作为频率的函数的ST-FMR来分离。我们测量一个不可重定向的自旋扭矩比$ξ_{\text{Py}} = 0.04 \pm 0.01$的自旋电流从坡莫合金通过8纳米铜间隔的Co，和动态自旋泵的强度，这是与以前的测量传统的铁磁共振一致。
2021-06-21 cond-mat.mes-hall
Abrikosov vortex nucleation and its detrimental effect on superconducting spin pumping in Pt/Nb/Ni80Fe20/Nb/Pt proximity structures
我们报道了在倾斜铁磁共振（FMR）下Pt/Nb/Ni 80 Fe 20/Nb/Pt邻近耦合结构中的Abrikosov涡旋形核，这对超导自旋泵是有害的.通过测量面外场角θH的依赖关系，并与无Pt的对照样品进行比较，我们发现，随着θH的增加，有Pt（无Pt）样品超导态自旋抽运效率的增强（抑制）程度减小，并在θH = 90°时恢复到正常态值。这可以用Ni 80 Fe 20层的共振场的实质面外分量（具有面内磁化各向异性和高纵横比）来解释，其接近Nb的上临界场，将大部分单线态超导体体积转变为正常状态。
2019-03-22 cond-mat.mes-hall
Quantized spin pumping in topological ferromagnetic-superconducting nanowires
研究了拓扑铁磁-超导纳米线中磁化进动引起的自旋泵浦，发现拓扑非平庸相中自旋泵浦稳健量子化且与电导、熵变一一对应，可作为 Majorana 零模的有力证据，并区分了准 Majorana 模。
2023-07-01 cond-mat.mes-hall
Dependence of critical current of spin transfer torque-driven magnetization dynamics on free layer thickness
考虑横向自旋电流的有限穿透深度和自旋抽运，研究了自旋转移扭矩驱动磁化动力学的临界电流与自由层厚度的依赖关系。我们发现，临界电流保持有限的自由层的厚度为零的限制，平行和反平行的路线。我们还表明，并联到反并联切换的临界电流的剩余值大于反并联到并联切换。
2009-02-03 cond-mat.mes-hall
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
