Majorana mode stacking, robustness and size effect in cylindrical nanowires
我们讨论了圆柱形有限量子纳米线中Majorana边缘模的鲁棒性。纳米线被建模为一个二维圆柱壳的半导体材料与邻近诱导的超导性和内在的Rashba自旋轨道相互作用。后者的特征在于在纳米线的横向方向上的有效电场和磁场。还假设了指向任意方向的外加磁场。数值对角化的哈密顿量，使我们能够研究不同的实验配置的纳米线的光谱。如果倾斜方向垂直于有效自旋轨道磁场，则马约拉纳模式被证明对于磁场远离圆柱体纵轴的倾斜是鲁棒的，但否则是脆弱的。另一方面，我们发现在相同的圆柱体边缘的纳米线半径的值的增加的Majorana模式的数量增加。我们把这种现象称为“叠加效应”，它是由于马约拉纳模式波函数之间的正交性而发生的。以这种方式，不同的马约拉纳在纳米线表面上占据互补位置。
2015-07-20 cond-mat.mes-hall
Exciton states in cylindrical nanowires
计算了无限长圆柱形金属丝模型系统的激子基态和激发态能量。电子和空穴之间的有效库仑势作为导线半径的函数进行了研究。在绝热近似下，我们得到了“精确的”数值计算结果的有效激子的潜力和最低的激子能级，这是适合简单的解析表达式。此外，我们研究了平行于纳米线的磁场对有效势和激子能量的影响。
2005-12-16 cond-mat.mes-hall
Subband structure of a cylindrical HgTe nanowire: transition from normal type to inverted type
本文基于6×6 Kane模型解析计算了圆柱形HgTe纳米线的子带结构，发现通过调节半径可实现正常型到反转型的拓扑能带转变，临界半径约为3.2 nm。
2025-04-08 cond-mat.mes-hall
Electronic states in cylindrical core-multi-shell nanowire
纳米线（NW）生长技术的最新进展使得更复杂结构（诸如核-多壳（CMS）NW）的生长成为可能。提出了在简单有效质量近似下计算圆柱形CMS纳米线电子子带的方法。本文给出了以AlGaAs为芯、GaAs和AlGaAs为壳的${\rm GaAs/Al_{0.3}Ga_{0.7}As}$径向异质结的数值计算结果。讨论了异质层中有效质量差的影响。
2021-01-16 cond-mat.mes-hall
Study of spin dynamics and damping on the magnetic nanowire arrays with various nanowire widths
我们研究了铁磁纳米线阵列中包含吉尔伯特阻尼的自旋动力学。我们利用矢量网络分析仪铁磁共振（VNA-FMR）测量了铁磁纳米线阵列的铁磁共振，并对测量结果进行了微磁学模拟分析。我们发现实验的VNA-FMR谱和微磁学模拟结果之间的各种应用磁场非常好的协议。我们发现纵向条件下的退磁因子Nz（Ny）随着纳米线宽度的减小而增大（减小）。对于横向磁场，Nz（Ny）随着纳米线宽度的增加而增加（减小）。我们还发现，吉尔伯特阻尼常数从0.018增加到0.051的纳米线宽度的横向情况下，而它几乎是恒定的0.021的纵向情况。
2015-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias effect in cylindrical nanowires with ferromagnetic core and polycrystalline antiferromagnetic shell
我们模型的交换偏置效应在薄的圆柱形纳米线组成的铁磁核和反铁磁壳实现经典的自旋哈密顿和蒙特卡罗模拟。我们系统地解决壳的多晶性的等温磁滞回线的特征字段（bavity，交换偏置）和它们的角度依赖于所施加的/冷却场的方向上的效果。我们所观察到的趋势修改的基本磁化反转机制。我们拟合我们的模拟结果，以扩展的Stoner-Wohlfarth模型与有效的离轴单向各向异性，并表明壳多晶性可以导致最大的交换偏置效应在离轴方向。我们的结果是在定性协议与最近的实验研究的Co/CoO纳米线。
2018-05-10 cond-mat.mes-hall
Magnetization dynamics in a three-dimensional interconnected nanowire array
通过频域微磁模拟研究三维互连磁性纳米线阵列的高频磁化动力学，揭示共振与几何和磁构型的关联，展示其在可调谐磁子器件中的应用潜力。
2023-05-31 cond-mat.mes-hall
Spin precession and modulation in ballistic cylindrical nanowires due to the Rashba effect
以表面含有二维电子气的InAs纳米线为模型，对圆柱形半导体纳米线中Rashba自旋轨道耦合引起的自旋进动进行了理论研究.本征态、能量-动量色散和能量-磁场色散关系通过求解圆柱对称中的薛定谔方程来确定。具有相同总角动量但相反自旋取向的状态的组合导致沿着线的轴的轴向自旋分量的周期性调制。通过两个具有不同总角动量的态的干涉实现绕丝轴的自旋进动。由于在零磁场下存在一个自旋旋进方向正好相反的叠加态，因此可以得到自旋取向的振荡。如果施加轴向取向的磁场，自旋获得额外的旋进分量。
2011-01-14 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic modelling of magnetic domain walls in curved cylindrical nanotubes and nanowires
我们研究了曲率对弯曲圆柱形纳米管和纳米线中畴壁构型的能量和稳定性的影响。我们使用微磁学模拟计算的相图中的横壁（TW）和涡流壁（VW）状态的管，找到基态配置和亚稳区，这两种类型的壁可以存在。曲率的引入将TW是基态畴壁的范围移动到更高的直径，并增加了亚稳性的范围。我们解释这种行为主要是由于曲率引起的有效Dzyaloshinskiii-Moriya长期的交换能。此外，我们定性地证明了相同的行为在固体圆柱形纳米线。比较管和线，我们观察到如何，而在管曲率往往会抑制从TW到VW的变换，在电线中，它促进了包含布洛赫点的VW到TW的变换。这些发现对三维几何结构中畴壁的基本理解以及未来畴壁器件的设计具有重要意义。
2021-03-18 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Evanescent channels and scattering in cylindrical nanowire heterostructures
研究了多通道双探针圆柱纳米线异质结构中一般有限程不可分势产生的散射现象。多通道电流散射矩阵的有效计算使用的R-矩阵形式主义扩展柱坐标。考虑到渐逝通道对散射矩阵的贡献，我们能够证明在吸引势的情况下隧穿系数的特定下降。圆柱对称取消了笛卡尔坐标系中已知的“选择规则”。如果吸引势叠加在沿纳米线的非均匀势上，则出现共振透射峰。我们可以通过电流散射矩阵的极点来定量地描述它们。本地化概率密度的详细地图维持共振（谷和峰）的物理解释。我们的形式主义适用于各种模型系统，如量子点，核/壳量子环或双势垒，嵌入到纳米圆柱。
2008-12-17 cond-mat.mes-hall
Controlled Evolution of Three-Dimensional Magnetic States in Strongly Coupled Cylindrical Nanowire Pairs
圆柱形磁性纳米线是发展三维自旋电子学器件的一个很有前途的系统。在这里，我们模拟的磁状态的演变过程中制造的强耦合的圆柱形纳米线具有不同程度的重叠。通过改变导线之间的间隔，可以调节交换和静磁耦合的相对强度。因此，导致形成六个基本状态作为线间间隔和线高度的函数。特别是，两个复杂的三维磁状态，三维朗道图案和螺旋畴壁，观察到出现中间重叠。磁相互作用的竞争和我们遵循的平行生长方案（同时生长两条线）有利于这些反平行亚稳态的形成。这项工作展示了如何利用具有竞争相互作用的强耦合3D纳米结构的工程来创建复杂的自旋纹理。
2022-09-28 cond-mat.mes-hall
Time-resolved imaging of Œrsted field induced magnetization dynamics in cylindrical magnetic nanowires
最近的三维自旋电子学研究表明，在圆柱形纳米线中，奥斯特场起着重要的作用。然而，目前还没有直接报道其对磁性纹理的影响。在这里，我们使用时间分辨扫描透射X射线显微镜成像的动态响应的磁化圆柱形Co $_{30}$ Ni $_{70}$纳米线进行纳秒级磁场脉冲。我们观察到的倾斜的纵向磁化域的方位角的磁场方向，并创建一个强大的模型来重现微分磁对比度和提取的倾斜角。此外，我们报告的压缩和膨胀，或呼吸，布洛赫点域壁时发生的弱脉冲与相反的符号。我们希望这项工作奠定了基础，并提供了进一步研究纳米线中复杂而迷人的磁化动力学，特别是预测的超快畴壁运动和相关的自旋波发射的激励。
2021-04-12 cond-mat.mes-hall
Giant supermagnonic Bloch point velocities by jet propulsion effect in cylindrical ferromagnetic nanowires
实现磁畴壁的高速度是它们在现代纳米电子应用中用作信息载体的关键因素。在纳米磁学和自旋电子学中，这些速度通常受到内部畴壁不稳定性（称为沃克击穿现象）或自旋波发射（称为磁振子区）的限制。在刚性畴壁模型中，最大磁振子速度作为一个有效的“光速”，提供了一个相对论类比的畴壁速度限制。圆柱形磁性纳米线是不存在沃克击穿现象的系统的示例。在这里，我们证明了在具有高磁化强度的圆柱形纳米线（如铁）中，也可以显著地超过磁振子极限。我们的数值模拟表明布洛赫点域壁速度高达14公里/秒，远高于在1.7-2.0公里/秒的间隔估计的磁振子极限。关键成分是畴壁的锥形形状，其在动态过程中伸长并断裂，导致由于喷射推进效应而导致畴壁加速。这种效应对于基于圆柱形磁性纳米线的三维自旋电子网络具有重要意义。
2023-02-23 cond-mat.mes-hall
Stability of magnetic nanowires against spin-polarized current
在考虑偶极-偶极相互作用的情况下，从理论上研究了薄磁性纳米线基态磁化强度对纵向自旋极化电流的稳定性。临界电流，最小电流时的不稳定性的基态的发展，确定。临界电流的大小和形式的横向导线横截面的依赖关系被澄清。微磁学数值模拟证实了理论预测。
2014-08-29 cond-mat.mes-hall
Jahn-Teller Distortions and the Supershell Effect in Metal Nanowires
金属纳米线的稳定性分析表明，一个Jahn-Teller变形打破圆柱对称性可以是积极有利的，导致稳定的纳米线与椭圆形截面。稳定的圆柱形和椭圆形纳米线的序列允许一致的解释实验电导直方图碱金属，包括壳和超壳结构。据预测，对于金，椭圆形纳米线甚至更有可能形成，因为它们的偏心率小于碱金属。还预测了某些亚稳态“超变形”纳米线的存在。
2004-10-29 cond-mat.mes-hall
Charge-based Modeling of Ultra Narrow Cylindrical Nanowire FETs
本文提出了一种分析方法来模拟极窄圆柱形无结纳米线场效应晶体管（JLNW-FET）的直流电行为。该模型包括明确的表达式，考虑到一阶微扰理论计算本征态和相应的波函数得到的薛定谔方程在柱坐标系中。评估所提出的模型与技术计算机辅助设计（TCAD）的模拟和测量结果证实了其有效性的所有区域的操作。这代表了一个重要的一步，主要是基于无结纳米线晶体管的生物传感器的电路分析。
2020-03-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Tracking random walk of individual domain walls in cylindrical nanomagnets with resistance noise
通过测量小磁场下电阻的缓慢波动或噪声，研究了磁性纳米线中畴壁运动的随机性。通过控制注射到隔离的圆柱形镍纳米线的DW，我们已经能够跟踪电阻的离散步骤之间的电引线的DW的运动。仔细检查的时间依赖性的噪声揭示了一个扩散的随机行走的DW具有普遍的动力学指数。我们的实验概述了一种方法，其中电阻能够检测纳米线内的DW的动力学状态，这可以是有用的DW为基础的存储器设计。
2010-06-30 cond-mat.mes-hall
Hole subband dispersions and strong `spin'-orbit coupling in a cylindrical Ge nanowire
本研究针对圆柱形Ge纳米线中的准一维空穴气，基于轴向近似Luttinger-Kohn哈密顿量，证明强磁场下可获得两组隔离且带强“自旋”-轨道耦合的子带色散，验证了不同生长方向下的结果并对比了电、磁场诱导的自旋劈裂。
2025-05-20 cond-mat.mes-hall
Finite-size effects in cylindrical topological insulators
我们提出了一个由三维拓扑绝缘体制成的纳米线的理论研究。体拓扑绝缘体由连续模型哈密顿量描述，圆柱形纳米线的几何形状由硬壁边界条件建模。我们提供了长期方程的系统的本征值（包括体和表面状态）和能量本征函数的分析形式。我们描述了如何修改有限尺寸效应的表面状态的圆柱。特别是，我们提供了一个$1/R$展开的表面态的能量高达二阶。波函数的解析形式的知识使得能够计算任何单粒子算子的矩阵元素。特别是，我们计算的矩阵元的光学偶极子运营商，它描述了光吸收和发射，治疗内和带间跃迁在同一个立足点。光学跃迁的选择规则要求平行于纳米线轴的线性动量守恒，以及平行于纳米线轴的总角动量投影中$0$或$\pm 1$的变化。光跃迁矩阵元的大小受纳米线的有限半径的强烈影响。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall
Synchronization of spin-torque driven nanooscillators for point contacts on a quasi-1D nanowire: Micromagnetic simulations
在本文中，我们提出了详细的数值模拟研究的同步两个自旋力矩纳米振荡器（STNO）在准一维几何形状：磁化振荡诱导在薄的NiFe纳米条纹的自旋极化电流注入通过正方形CoFe纳米磁体在这个条纹的顶部。在一个足够大的面外场，一个传播振荡模式出现在这样的系统。由于在1D系统中不存在几何引起的波衰减，这种模式有望实现STNO之间的长距离同步。事实上，我们的模拟预测，纳米线上的两个STNO的同步是可能的相互接触距离3 mkm（纳米线宽度50 nm）。然而，我们也发现了这个系统的同步行为的几个定性的新功能，这使得在这个几何形状的一个稳定的同步实现一个非常重要的任务。特别地，在纳米接触之间存在最小距离，低于该最小距离不能实现STNO的同步。此外，当第一触点中的电流值保持恒定时，同步振荡的幅度非单调地依赖于第二触点中的电流值。最后，对于通过触点的同一电流值，可能存在多个同步状态（具有不同的频率），具体取决于初始条件。
2012-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin wave modes in a cylindrical nanowire in crossover dipolar-exchange regime
纳米尺度的磁性系统已被广泛研究，在各种几何形状，如不同的横截面的线，线阵列，点，环等这样的系统有有趣的物理性质和先进的磁性器件的应用前景。均匀的磁性纳米线是目前被广泛研究的基本结构。然而，它们的一些动力学性质，如自旋波模之间的（反）交叉和磁场对自旋波谱的影响，仍需要进一步研究。我们继续这项研究的调查，在固体镍纳米线的圆形截面的自旋波动力学。我们采用两种方法：半解析计算和基于有限元法的数值计算。我们求解耦合的Landau-Lifshitz和麦克斯韦方程组，并考虑静磁和交换相互作用。我们通过绘制自旋波振幅和静磁势的空间分布图来识别色散分支及其（反）交叉。我们还检查我们如何可以通过应用外部磁场来调谐模式的频谱，以及它如何影响模式及其主导类型的相互作用。
2018-07-23 cond-mat.mes-hall
Bloch-point-mediated topological transformations of magnetic domain walls in cylindrical nanowires
圆柱形纳米线制成的软磁材料，与薄带，可以主机域壁的两个不同的拓扑结构。出乎意料的是，我们的实验证据的动态变换的拓扑室壁运动场阈值以上。微磁模拟突出了基本的岁差动力学的一种方式的转变，涉及成核的布洛赫点奇点，但是，未能再现相反的过程。微磁模拟和实验之间的这种罕见差异在材料和计算机科学中提出了迷人的问题。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-energy hole subband dispersions in a cylindrical Ge nanowire: the effects of the nanowire growth direction
本文通过准简并微扰理论计算圆柱形锗纳米线空穴子带色散，验证球近似的有效性，并揭示子带色散对纳米线生长方向的依赖关系。
2023-05-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fast domain walls governed by Œrsted fields in cylindrical magnetic nanowires
自提出以来，利用磁性非易失性3D移位寄存器来极大地增加数据存储密度的想法一直对电流感生畴壁（DW）运动感兴趣。到目前为止，实验工作集中在平坦的纳米带，表现出广泛的值得注意的效果，但遭受固有的DW不稳定性限制其流动性。相比之下，铁磁圆柱形纳米线（NW）可以承载一种新型的磁性DW，即布洛赫点壁（BPW），由于其特定的3D拓扑结构，不应该经历相同的基本问题。这可能会导致DW速度超过~1000 m/s，并产生迷人的新物理，包括耦合到磁自旋波，然而，到目前为止，还缺乏NW中DW动力学的实验证据。在这里，我们报告的实验结果，电流引起的DW运动的NW与速度>600米/秒，定量预测一致。此外，我们的研究结果表明，虽然以前被忽视，奥斯特场引起的电流起着至关重要的和有价值的作用，而在稳定专门BPWs。
2020-01-10 cond-mat.mes-hall
Field-tunable stochasticity in the magnetization reversal of a cylindrical nanomagnet
利用时间分辨磁电阻测量技术研究了孤立圆柱形纳米磁体的磁化反转特性。我们发现，反转模式是高度随机的，发生在多模式或单步切换。有趣的是，随机性被发现依赖于驱动磁场的纳米线的长轴，其中主要是多模切换让位于单步切换行为的字段方向是从平行旋转到横向相对于纳米线轴的对齐。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall
Analytical solutions to zeroth-order dispersion relations of a cylindrical metallic nanowire
用近似方法解析求解了圆柱形金属纳米线的零阶复色散关系。解析解对于色散关系中频率接近表面等离子体频率的部分是有效的。解析解可以很好地描述表面等离子体激元（SPP）的回弯，证实了回弯是由金属欧姆损耗引起的。本文还建议利用色散关系中的后弯点来测量金属欧姆损耗。
2011-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Current-induced domain wall motion with adiabatic spin torque only in cylindrical nanowires
在修正的Landau-Lifshitz-Gilbert方程的框架下，考虑了绝热和非绝热自旋力矩（NAST）项，研究了磁性纳米线中电流驱动的畴壁（DW）传播.与通常认为NAST对DW运动是必不可少的观点相反[1，2]，我们指出，对于圆柱形（单轴）纳米线中的电流驱动DW运动，仅绝热自旋力矩（AST）就足够了。除了从能量和角动量的角度讨论刚性DW运动，我们还提出了一个实验方案，通过结合场和电流驱动DW运动在一个扁平（双轴）线测量自旋电流极化。
2010-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-Driven Domain-Wall Dynamics in Curved Ferromagnetic Nanowires
研究了在塞曼场作用下，电流诱导纳米线中畴壁的运动。从微磁模型出发，我们推导出一个解析解，它的特点是畴壁运动作为一个谐波振荡。该解决方案将微磁材料参数与谐振子的动力学特性相关联，即，畴壁质量、共振频率、阻尼常数和作用在壁上的力。对于具有强曲率的导线，壁的偶极矩以及壁的几何形状影响振子的本征模。基于这些结果，我们建议实验的材料参数，否则难以访问的确定。数值计算证实了我们的解析解，并显示其局限性。
2006-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall pinning and interaction in rough cylindrical nanowires
研究了具有粗糙表面的圆柱形纳米线中磁畴壁（DW）对之间的相互作用和径向压缩钉扎。有人发现，径向收缩创建一个对称的钉扎势阱，与变化的斜率时，DW是位于缺口外。表面变形引起的钉扎电位以及动态钉扎的不对称性。畴壁的退钉扎场一般随表面粗糙度的增加而减小。钉扎在径向收缩处的DW为平行线中的自由DW创建钉扎势阱。我们确定，被困绑定DW状态出现以上的脱钉阈值和表面粗糙度有利于被困绑定DW状态在平行线。
2015-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain wall pinning in FeCoCu bamboo-like nanowires
利用磁力显微镜（MFM）研究了FeCoCu单根纳米线中周期性直径调制对畴壁扩展的钉扎效应。首次从MFM图像中推断出一种主要的双畴磁位形，其特征是两个轴向磁化方向相反的近单畴态之间的自旋反转。互补的微磁学模拟证实了涡旋介导的磁化反转过程。一个改进的MFM成像程序下的可变外加磁场，使我们能够观察到亚稳态的传播畴壁钉扎在某些位置与扩大的直径。此外，它表明，在一些非典型的纳米线具有较高的矫顽场，它是可能的控制的外部磁场的钉扎畴壁的位置。
2015-08-28 cond-mat.mes-hall
Field-controlled domain wall pinning-depinning effects in ferromagnetic nanowire-nanoparticles system
我们代表的微磁学建模和实验磁力显微镜调查的结果畴壁（DW）钉扎-脱钉的铁磁纳米线（NW）和两个铁磁纳米粒子（NP）的混合系统组成的影响。结果表明，包括在一端具有DW成核球的NW和两个NP栅极的特殊NW-NP配置使得能够基于NP子系统中的磁化切换实现受控DW钉扎-脱钉扎。提出了外驱动场操纵和独立NP切换的算法，该算法允许开发一种新型的磁逻辑单元。
2011-12-20 cond-mat.mes-hall
Current Controlled Magnetization Switching in Cylindrical Nanowires for High-Density 3D Memory Applications
利用三维纳米线系统的下一代存储器器件需要可靠地控制畴壁运动。在这封信中，畴壁的圆柱形纳米线组成的钴和镍的交替段进行了研究。作为畴壁钉扎位点的材料界面与电流脉冲结合使用，以控制畴壁的位置，该位置使用磁阻测量来监测。磁力显微镜结果进一步证实了电流辅助畴壁脱钉的发生。因此，通过顺序地钉扎和脱钉连续界面之间的畴壁，数据位沿着纳米线移位，这是跑道型存储器器件所必需的要求。我们表明，施加的电流脉冲的方向，幅度和持续时间确定跨钉扎站点的畴壁的传播。这些结果表明，多位圆柱形纳米线设备，利用电流辅助数据处理。在这些纳米线中顺序钉扎和脱钉的前景允许位密度增加几个Tbs，这取决于这些纳米线内的段的数量。
2018-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Controlled domain wall pinning in ferromagnetic nanowire by nanoparticles stray fields
我们报告的结果控制畴壁（DW）钉扎在铁磁纳米线（NW）的杂散磁场的两个均匀磁化的铁磁纳米粒子（NP）放置在NW的两侧和细长的平行于NW轴的实验调查。我们表明，通过磁力显微镜测量DW钉扎强度基本上取决于相对于NW磁化的NP磁矩的取向，可以达到20 mT。我们还进行了微磁模拟确认的静磁相互作用的DW与NP杂散场的钉扎强度的影响。讨论了具有可切换逻辑功能的逻辑单元的可能实现。
2015-04-22 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic simulations of the size dependence of the Curie temperature in ferromagnetic nanowires and nanolayers
我们解决了有限温度区的Landau-Lifshitz-Gilbert方程，其中热波动由随机磁场模拟，其方差与温度成正比。通过将温度与计算单元尺寸$Δx$（$T \to T\,Δx/a_{\text{eff}}$，其中$a_{\text{eff}}$是晶格常数）[M. B. Hahn，J. Phys. Comm.，3：075009，2019]，我们获得了与钴、铁和镍的实验值一致的居里温度$T_{\text{C}}$。对于有限尺寸的物体，如纳米线（1D）和纳米层（2D），居里温度随系统的最小尺寸$d$而变化。我们发现，计算的有限尺寸$T_{\text{C}}$和散装$T_{\text{C}}$之间的差异遵循幂律的类型：$(ξ_0/d)^λ$，其中$ξ_0$是在零温度下的相关长度，和$λ$是一个临界指数。我们得到的值$ξ_0$在纳米范围内，也与其他模拟和实验。对于所有考虑的材料和几何形状，计算的临界指数接近于$λ=2$。这是平均场方法的预期结果，但略大于实验观察到的值。
2024-04-25 cond-mat.mes-hall cs.NA math.NA
Observation of degenerate one-dimensional sub-bands in cylindrical InAs nanowires
一维（1D）子带在圆柱形的InAs纳米线（NW）的电映射作为NW直径的函数在15-35 nm的范围内。在低温下，阶梯电流增加与栅极电压被清楚地观察到，并归因于电子输运通过个别的1D子带。在实验上首次观察到了由于结构对称性而导致的某些子带能量的双重简并。实验获得的子带能量与模拟结果相匹配，从而揭示了子带的能量以及每个给定栅极电压和直径填充的子带数量。这项工作有助于更好地了解一维半导体的电输运行为。
2012-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic Simulation of Three-dimensional Nanoarchitectures
本文通过微磁学仿真研究了三维铁磁纳米架构的高频磁性动力学，发现其几何结构与磁化状态会产生特征高频特征，为磁振子研究和可重编程磁性超材料开辟了新途径。
2023-10-19 cond-mat.mes-hall
Domain wall dynamics in stepped magnetic nanowire with perpendicular magnetic anisotropy
本研究通过微磁模拟探究垂直磁各向异性阶梯纳米线的电流驱动畴壁动力学，分析畴壁速度及脱钉电流密度的影响因素，为高密度存储器件的写入电流调节提供设计依据。
2020-03-17 cond-mat.mes-hall
Emergence of Majorana modes in cylindrical nanowires
我们提出了计算的Majorana边缘模式在圆柱形纳米线的半导体材料与邻近诱导超导。我们考虑沿横向的Rashba场和任意方向的外加磁场。我们的分析是基于精确的数值对角化的有限圆柱和复杂的能带结构的半无限的。轨道效应是负责的临界场的有效间隙消失的强各向异性。鲁棒的马约拉纳模式诱导的平行场分量，我们发现政权与一个以上的马约拉纳模式在同一边缘。在实验上，它们将表现为作为磁场的函数的零偏置电导的特定序列。在有限圆柱中，由于两个边缘的干涉导致Majorana模式的退化，对于足够大的场，导致振荡的非零能量。
2013-03-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Regularized Micromagnetic Theory for Bloch Points
University of Luxembourg（卢森堡大学）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）
本文提出一种正则化的微磁模型，允许磁化矢量长度变化但不超阈值，通过约束磁化为S3球面参数，推导出正则化的Landau-Lifshitz-Gilbert方程和Thiele方程的类比方程，用于描述包含布洛赫点的磁性纹理动态。
2025-08-27 cond-mat.mes-hall
Two-band description of the strong `spin'-orbit coupled one-dimensional hole gas in a cylindrical Ge nanowire
用数值方法和解析方法研究了强磁场作用下圆柱形Ge纳米线中强自旋-轨道耦合一维空穴气的低能有效哈密顿量.基于球近似下的Luttinger-Kohn哈密顿量，我们证明了只要磁场是纯纵向的或纯横向的，这种强“自旋”-轨道耦合的一维空穴气可以用有效的两带哈密顿量$H^{\rm ef}=\hbar^{2}k^{2}_{z}/(2m^{*}_{h})+ασ^{x}k_{z}+g^{*}_{h}μ_{B}Bσ^{z}/2$精确描述.给出了“自旋”-轨道耦合$α\equivα(B)$和有效$g$因子$g^{*}_{h}\equiv\,g^{*}_{h}(B)$随磁场变化的显式表达式。在任意方向施加磁场时，两带哈密顿描述仍然是一个很好的近似。
2023-02-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Domain-wall circulation gating and pinning via compositional engineering of cylindrical nanowires
Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；Alba Synchrotron Light Facility, CELLS（阿尔巴同步辐射光源，CELLS）；Synchrotron SOLEIL（SOLEIL同步辐射中心）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，内耳研究所）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, CEA, SPINTEC（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，法国原子能和替代能源委员会，SPINTEC）
本文通过微磁学模拟与实验，研究圆柱形磁性纳米线中化学调制与畴壁的相互作用，发现调制既能通过静磁排斥和局部能量阱控制畴壁运动，又能切换畴壁内部环向，为利用畴壁位置和内部结构进行三维信息存储与处理提供新途径。
2026-10-12 cond-mat.mes-hall
Hole subband dispersions in a cylindrical Ge nanowire: exact results based on the axial Luttinger-Kohn Hamiltonian
该研究基于轴向Luttinger-Kohn哈密顿量解析推导了圆柱形Ge纳米线空穴子带色散的超越方程，发现[001]和[111]方向低能色散精确且能隙在$k_{z}=0$处，并预测了能隙闭合的生长方向。
2024-03-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coupled multiphysics, barrier localization, and critical radius effects in embedded nanowire superlattices
本文的新贡献是开发一个圆柱形表示的嵌入式纳米线超晶格（NWSL）的纤锌矿结构，其中包括耦合，应变相关的8带$\mathbf{k\cdot p}$哈密顿在圆柱坐标系中的多物理场模型，并研究耦合压电机电效应的影响，在这样的NWSL的势垒本地化和临界半径。半导体材料的压电-机电耦合模型考虑了应变、压电效应和自发极化。基于所建立的三维模型，在直角坐标系下模拟得到的电子（空穴）的能带结构与我们以前建立的柱坐标系下的二维模型得到的电子（空穴）的能带结构符合得很好。在$\mathrm{Al_xGa_{1-x}N/GaN}$超晶格的异质结处的几个参数如晶格失配、电场、价带和导带偏移可以作为Al摩尔分数的函数而变化。当$\mathrm{Al_xGa_{1-x}N/GaN}$异质结处的能带偏移非常小并且压电机电效应的影响可以最小化时，则势垒材料可以不再被视为无限势阱。在这种情况下，可以可视化布洛赫波函数到屏障材料中的穿透，这提供了NWSL的临界半径的估计。在这种情况下，NWSL可以充当反型层。最后，我们研究了正方形和圆柱形非对称半导体对导带电子能带结构的影响。
2013-12-31 cond-mat.mes-hall
Structure of magnetic domain wall in cylindrical microwire
在一个简单的分析模型内的非晶铁磁微丝的内芯内形成的畴壁（DW）的磁化进行了研究。通过一个有效的Dzyaloshinskiii-Moriya-like各向异性和所产生的DW纹理已被分类的内部应力创建的外壳线的有序的影响。该模型也适用于周期性收缩的纳米线（其核-壳磁性结构遵循静磁学），这使得能够用微磁学模拟验证DW结构的预测。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall
Hysteretic magnetoresistance in nanowire devices due to stray fields induced by micromagnets
研究了InSb纳米线在CoFe微磁体杂散磁场作用下的磁滞磁电阻效应。没有任何铁磁成分的器件表明，InSb纳米线的磁阻通常在零磁场下呈现局部最大值或局部最小值。切换微带磁化，然后导致在正或负的滞后依赖电导最大值或最小值相对于全局外部场的移位。杂散场被发现是在几十毫特斯拉的范围内，规模超过纳米线磁阻的发展。我们观察到，杂散场信号是类似的铁磁接触（自旋阀）的设备中获得的。我们进行微磁模拟，这是在合理的协议与实验。局部变化的磁场的使用可能会为马约拉纳电路带来新的想法，其中纳米线网络需要在纳米尺度上控制磁场方向。
2020-07-12 cond-mat.mes-hall
Cylindrical surface plasmon mode coupling as a three-dimensional Kaluza- Klein theory
采用三维Kaluza-Klein理论描述了纳米线或纳米通道中的柱面等离子体激元（CSP）模式耦合，其中紧致化的第三维被认为是金属圆柱的角坐标。较高（n>0）的CSP模式被示出为使量子化的有效电荷与它们的角动量n成比例。在纳米线中，这些缓慢移动的电荷通过具有零角动量（n=0）的快速无质量CSP表现出强的长程相互作用。这种模式耦合理论可以用于描述圆柱形纳米线和纳米通道的非线性光学（例如，在单光子隧穿效应中），并且可以进一步扩展到描述具有非零角动量的电子在细金线和碳纳米管中的相互作用
2002-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of interactions and non-uniform magnetic states on the magnetization reversal of iron nanowire arrays
有序铁磁纳米线阵列由于其广泛的应用前景而得到了广泛的研究。然而，仍然没有完全理解阵列的参数和它的磁行为之间的关系。涡旋态对大直径纳米线的磁化反转的影响是特别感兴趣的。在这里，我们比较分析和微磁模型与实验结果的三个阵列的铁纳米线的直径为33，52和70 nm，以找到近似值和用于计算的资源之间的平衡。讨论了涡旋态和线间相互作用对再磁化曲线的影响。已经发现，在大直径纳米线的情况下，由平均场模型处理的7根纳米线能够很好地再现整个阵列的反转行为。涡旋态的存在降低了结构不均匀性对反转过程的影响，从而提高了系统的可预报性。
2020-07-13 cond-mat.mes-hall
Periodic magnetization structures generated by transverse spin-current in magnetic nanowires
从理论上研究了方形截面长纳米线在强垂直自旋极化电流作用下的磁化行为。该研究是基于Landau-Lifshitz-Slonczewski现象学。在无电流的情况下，导线沿其轴线均匀磁化。对于小电流，导线磁化保持均匀，但在垂直于电流方向的平面内相对于导线轴倾斜。随着电流的增加，倾角增加到最大值$π/4$。进一步的电流增加导致饱和或稳定的周期性多畴结构，这取决于导线的厚度。对于粗丝，在电流作用下的饱和过程中观察到滞后。从理论上确定了电流感生磁化行为的所有关键参数。这项研究进行了分析和使用微磁模拟。
2013-02-20 cond-mat.mes-hall
Magnetic vortex chirality switching in Permalloy nanowires with asymmetric notches
我们研究了单根坡莫合金纳米线中涡旋畴壁通过非对称三角形缺口的运动。我们已经测量了磁滞回线使用聚焦磁光克尔效应之前和之后的缺口，这允许探针超出缺口的顺时针（CW）和逆时针（CCW）的发生概率的墙在尾到尾（TT）和头到头（HH）的配置。我们目前的实验证据的手征翻转所提供的涡缺口相互作用。在低出射角的情况下，手性翻转的概率增加，并且在这里，在15 $^o$的最低角度的情况下，能量上有利的畴壁构型（对于TT为CCW或对于HH壁为CW）的传播概率为$\approx 75\%$。微磁学模拟揭示了手性反转动力学的细节。
2014-11-06 cond-mat.mes-hall
Charge-to-spin conversion efficiency in ferromagnetic nanowires by spin torque ferromagnetic resonance: Reconciling lineshape and linewidth analysis methods
自旋轨道矩对于改变纳米结构的磁化方向、移动Skyrmion和激发自旋波等都有重要意义。确定其效率的标准方法是通过自旋扭矩铁磁共振（ST-FMR），这是一种涉及分析共振线宽或线型的技术。在微观结构上，这两种分析方法相当一致。在这里，我们提出了坡莫合金（Ni $_{80}$ Fe $_{20}$）纳米线的ST-FMR结果-宽度从$150$到800 nm不等-这表明，用于分析共振线宽和线型的标准模型给出了不同的结果;当使用线型方法时，纳米线的效率大大提高。一个ST-FMR模型，适当占样本形状，并显示出更好的一致性，这两种方法之间。微磁模拟被用来验证模型。这些结果和更准确的纳米线模型的表征和优化的电荷到自旋的转换效率的纳米结构是非常重要的。
2020-04-08 cond-mat.mes-hall
RC-circuit-like dynamic characteristic of the magnetic domain wall in ferromagnetic nanowires
利用微磁学模拟研究了铁磁纳米线中磁畴壁在垂直磁场脉冲作用下的动力学行为。研究发现，垂直磁场脉冲可以触发磁畴壁运动，其中所有的磁场力矩保持在纳米线带的平面上。当垂直磁驱动场大于$200~\mathrm{mT}$时，在没有Walker击穿的情况下，预测了磁畴壁速度大于每秒几百米。有趣的是，由垂直磁场脉冲驱动的移动磁畴壁的动态行为被解释为充电和放电的行为的电气RC电路模型，其中的充电和放电的“磁荷”的纳米线平面上被认为是。磁畴壁的类RC模型动力学特性的概念可能是基于磁畴壁运动的自旋电子功能器件应用的前景。
2015-02-27 cond-mat.mes-hall
Dynamics and reversible control of the vortex Bloch-point vortex domain wall in short cylindrical magnetic nanowires
本研究通过数值模拟与解析建模，揭示短圆柱形铁磁纳米线中SV与BP-DW态的可逆切换机制，给出低功耗操控的最优参数，为拓扑磁存储器研发提供新方向。
2023-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Metastable domain wall dynamics in magnetic nanowires
我们研究了小直径圆柱形纳米线中畴壁对的亚稳态的形成和控制，其中横壁是低能态。我们表明，这些对在一定条件下形成束缚态，寿命长达200ns，并通过自旋极化电流的影响而稳定。它们的稳定性进行了分析与模型的基础上的静磁相互作用和三维微磁模拟。束缚态的出现可能会阻碍设备的运行。
2014-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A material view on extrinsic magnetic domain wall pinning in cylindrical CoNi nanowires
磁畴壁（DW）运动的速度和可靠性是必须被控制以实现用于逻辑和存储器应用的基于DW的磁性器件的全部潜力的关键参数。一个主要的障碍，这是外在的DW钉扎在特定的网站相关的形状和材料缺陷，这可能是目前，即使样品合成得到很好的控制。了解DW钉扎的起源和减少它是特别可取的电化学沉积的圆柱形磁性纳米线（NW），理论计算预测的迷人的物理测量已被抑制显着的钉扎。通过施加准静态磁场，我们实验研究了$_x$-Ni $_{100-x}$纳米线中的DW钉扎。丝成分随$x=20,30,40$而变化，而微结构通过退火或改变用于沉积的电解质的pH而改变。我们的结论是，钉扎由于晶界是占主导地位的机制，减少与自发磁化强度和晶粒尺寸。二阶效应包括晶格应变的不均匀性和剩余磁晶各向异性。表面粗糙度，位错和杂质预计不会在这些线样品的DW钉扎中发挥重要作用。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
