Third type of domain wall in soft magnetic nanostrips
纳米结构中的磁畴壁(DW)是以均匀磁化分离区域的低维物体。由于它们可以有不同的形状和宽度,DW是基础研究的一个令人兴奋的游乐场,在过去的几年里,DW成为了紧张工作的主题,主要集中在控制,操纵和移动其内部磁配置。在具有面内磁化的纳米带中,已经确定了两个DW:在薄且窄的带中,横向壁在能量上是有利的,而在较厚且较宽的带中,涡旋壁具有较低的能量。相关联的相图现在已经很好地建立起来,并且经常用于预测给定磁性纳米结构中的低能磁性配置。然而,除了横向和涡旋壁,我们发现另一种类型的壁存在于坡莫合金纳米带的数值。这第三种类型的DW的特征在于具有不寻常的长度和三个内部自由度的三维磁通闭合微磁结构。光刻图案的坡莫合金纳米带上的磁成像证实了这些预测,并显示这些DW可以在约1 mT的外部磁场下移动。提供了描述坡莫合金纳米带中所有已知类型的DW的稳定区域的扩展相图。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of Dzyaloshinskii domain wall tilt in ferromagnetic nanostrips
本文提出了一种在具有面外各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的铁磁纳米带中由于横向面内磁场引起的畴壁倾斜的解析理论。该理论将畴壁视为具有依赖于取向的能量的一维物体,其与样品边缘相互作用。我们表明,在外加磁场的磁畴壁保持直,但倾斜的磁场的方向是成比例的磁场强度为中等的领域和足够强的磁场强度的角度。此外,我们得到了一个非线性依赖的倾斜角上施加的电场在较弱的介电常数。我们的分析结果证实了微磁学模拟。
2017-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic domain walls in nanostrips of single-crystalline $\mathrm{Fe}_4\mathrm{N}(001)$ thin films with fourfold in-plane magnetic anisotropy
我们研究了外延$\mathrm{Fe}_4\mathrm{N}(001)$薄膜纳米带中的头对头畴壁,显示出四重磁各向异性。磁力显微镜和微磁模拟表明,畴壁具有特定的属性,相比软磁材料。特别地,沿着难磁化轴排列的条带被低于临界宽度的部分磁通闭合手风琴状畴包裹,同时逐渐转变为用于更宽条带的锯齿形壁。横向壁在最初施加横向于条带的磁场时是有利的,而在纵向磁场下的运动时是有利的。在所有情况下,这种四重各向异性畴壁的磁化织构表现出狭窄的微畴壁,这可能会引起特殊的自旋转移功能。
2015-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Geometry-induced motion of magnetic domain walls in curved nanostripes
拓扑磁织构的动力学通常由外部引起,例如~磁场或自旋/电荷电流。在这里,我们展示了内部的系统几何形状引起的运动的域壁在一个弯曲的纳米条纹的效果。被驱动的双轴条纹的曲率的梯度,横向畴壁获得高达100米/秒的非常高的速度,并没有表现出任何沃克型的速度限制。我们指出,曲率引起的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的不均匀分布是畴壁运动的驱动力。虽然我们展示了我们的方法在特定的欧拉螺旋几何形状,该方法是通用的,可以应用到广泛的一类几何形状。
2018-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The effect of disorder on transverse domain wall dynamics in magnetic nanostrips
我们研究了无序对铁磁纳米带中横向畴壁动力学的影响,无论是由磁场或自旋极化电流驱动,通过执行一个大的GPU加速微磁模拟合奏。通过在系统中包括小的、随机分布的非磁性空隙来模拟无序。研究的磁畴壁速度作为所施加的磁场和电流密度的函数揭示了根本的差异,在畴壁动力学引起的这两种模式的驱动:对于场驱动的情况下,我们确定了两种不同的畴壁钉扎机制,下面和上面的沃克击穿,分别操作,而对于电流驱动的情况下钉扎是不存在的沃克击穿。增加无序强度诱导更大的沃克击穿场和电流,并导致降低和增加畴壁速度在击穿场和电流,分别。此外,对于绝热自旋转移矩,发现本征钉扎机制被无序抑制。我们解释这些发现在一维模型中的一个有效的阻尼参数$α^*$增加的无序强度。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Birth, Growth and Death of an Antivortex during the Propagation of a Transverse Domain Wall in Magnetic Nanostrips
观察和分析了由于横向畴壁(DW)在磁性纳米带中的传播而引起的反涡旋的产生、生长和死亡。反涡旋的形成是由静磁相互作用产生的草莓状横向涡旋的内禀过程。在外部磁场下,宽度较宽区域中的DW倾向于比较窄部分中的DW移动得更快。这种速度不匹配倾斜并拉长了DW中心线。在DW中心线的尾部附近周期性地产生一个反涡。反涡要么沿着中心线移动并在带材的另一侧死亡,要么增长到其最大尺寸,从DW中分离出来,并最终消失。前一种路由使DW的极性反转,而后一种路由保持DW的极性不变。DW结构的演变进行了分析,使用绕组数分配给每个拓扑缺陷。得到了场宽平面上的相图并进行了讨论。
2013-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of 2D nickel nanostrips: structure dependent magnetic anomaly
我们利用自旋密度泛函理论研究了不同几何形状的二维无限长且宽度不断增加的镍纳米线。我们的模拟结果表明,该基序是最稳定的结构,并将该基序是更稳定的矩形结构相比。导线是导电的,并且电导通道随着宽度的增加而增加。金属丝的弹道各向异性磁电阻比随磁化方向呈非线性变化。所有的二维纳米线以及Ni(111)和Ni(100)单层研究是铁磁性的Stoner标准下,表现出增强的磁矩相比,块体镍和相应的镍单层。斯通纳参数被认为取决于NWS的结构和尺寸。所有镍纳米线的易轴被观察到的调查是沿着线轴。与Ni(100)单层相比,双矩形纳米线表现出具有较小磁矩的磁异常,并且是唯一具有垂直于线轴的易轴的结构。
2015-02-11 cond-mat.mes-hall
Magnetic domain walls displacement : automotion vs. spin-transfer torque
磁化动力学方程预测,由于与壁结构相关的线性动量的弛豫,改变结构的畴壁应该自身经历位移-自动运动。我们的实验证明了这种效果在软纳米带,下自旋转移扭矩转化为涡流壁的亚稳态不对称的横向壁。在1~ns脉冲下,测量到的位移是自旋转移力矩下的3倍以上。分析和数值微磁学解释的结果。强调了它们与自旋转移力矩下畴壁运动的相关性。
2010-07-29 cond-mat.mes-hall
Magnetic Vortex Guide
提出了磁涡流波导的概念,并对其进行了数值研究。类似于电磁波的波导,磁涡旋引导件允许涡旋畴壁沿着纳米带移动,而不会在带边缘处湮灭。微磁学模拟表明,适当设计的超晶格结构或双层结构的磁性纳米带可以作为涡旋导向器。
2015-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Reconfigurable magnetic domain wall pinning at the nano-scale using vortex-generated magnetic fields
我们证明,磁涡核下产生的杂散磁场可以用来产生纳米尺度的,本地化的磁畴壁的钉扎网站在下面的,垂直磁化的纳米带。此外,钉扎强度可以通过切换涡核极性来调节。实际上,切换芯极性使得其与扩展域的磁化对准(而不是与其相反)可以用于将涡旋介导的壁脱钉场减小40%至90%,这取决于系统几何形状。在窄带中,通过将芯部从带的中心移开,也可以显著减小去钉扎场。
2017-02-08 cond-mat.mes-hall
Room-temperature ballistic transport in narrow graphene strips
我们调查的电子-声子耦合,散射率,和平均自由程的边缘石墨烯带宽度的顺序为10 nm。我们对这些石墨烯纳米带的计算显示了与单壁碳纳米管(SWNTs)的预期相似性和由于Dirichlet边界条件而抑制的电子-声子散射,该边界条件禁止SWNTs中存在的一个主要背散射通道。由于后向散射所需的声子波矢较大,低能声声子散射在室温下呈指数小。我们发现在我们的模型中,电子-声子平均自由程是成比例的纳米带的宽度,大约是70 $μ$ m的11 nm宽的纳米带。
2007-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chaotic dynamics of magnetic domain walls in nanowires
研究了具有两个人工图案化钉扎中心的坡莫合金和镍纳米带中横向畴壁(TDW)的非线性动力学。相图频率驱动振幅显示了丰富多样的动力学行为,取决于材料参数和钉扎中心的类型和形状。我们发现,T形陷阱(antinotches)创建一个经典的双阱Duffing势,导致一个小的混乱区域的情况下,镍和一个大的Py。相比之下,矩形收缩(凹口)创建一个指数的潜力,导致更大的混乱地区穿插与周期性窗口的Py和Ni。温度的影响表现在扩大混沌区和激活钉扎位置之间的热跳跃,同时减少在低频下的开槽带的退钉场。
2016-04-15 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized Current-driven Ferromagnetic Domain Wall Motion with a Skyrmion Building Block
本研究的目的是建立自旋极化电流驱动的铁磁畴壁运动的解析模型。铁磁畴壁运动的速度与skyrmion积木的依赖性被发现作为驱动扭矩和外部磁场强度的函数。
2020-03-27 cond-mat.mes-hall
Resonant translational, breathing and twisting modes of pinned transverse magnetic domain walls
我们研究了铁磁纳米带中横向磁畴壁钉扎在缺口处的平移、呼吸和扭转共振模式。我们证明了一个模式的灵敏度缺口强烈依赖于该特定的谐振特性。例如,涉及壁的横向运动的模式的频率是对缺口侵入深度的变化最敏感的模式(特别是在畴壁的更窄、更强限制的端部处)。相比之下,呼吸模式,其动态集中远离凹口是相对不敏感的凹口的大小的变化。我们还证明了一个急剧下降的平移模式的频率向零接近时发现,使用谐振子模型,是一致的,在其边缘的缺口引起的限制电位的局部斜率的减少。
2015-09-11 cond-mat.mes-hall
Shot noise of a ferromagnetic nanowire with a domain wall
研究了含有弹道畴壁的扩散铁磁纳米线中自旋极化电流的散粒噪声。我们发现,短畴壁的存在强烈影响散粒噪声足够高的自旋极化的线。与不存在畴壁的情况相比,散粒噪声可以根据畴壁的长度及其相对电导而减小或增强。
2009-03-07 cond-mat.mes-hall
Ballistic and diffuse transport through a ferromagnetic domain wall
我们研究通过弹道和扩散的铁磁畴壁在一个两带斯通纳模型与旋转磁化方向的运输。对于弹道畴壁,由于畴壁散射的电导的变化是从绝热近似有效时,畴壁的长度远长于费米波长。在扩散系统中,电阻率的变化是使用图解技术计算的最低阶的畴壁散射,并考虑到自旋相关的散射寿命和屏蔽的畴壁电位。
1999-04-27 cond-mat.mes-hall
Electronic transport in ferromagnetic conductors with inhomogeneous magnetic order parameter -- domain-wall resistance
本文从微观上推导了非均匀磁化分布铁磁材料中传导电子的输运方程。我们的量子动力学方法包括磁性杂质的弹性散射和各向异性自旋翻转散射。在扩散极限下,我们计算了畴壁的电阻,发现畴壁电阻可以是正的,也可以是负的。在长畴壁的限制下,我们推导出解析表达式,并与现有的工作,其中使用较少的一般模型或不同的理论框架进行比较。
2009-03-17 cond-mat.mes-hall
Penetration of a magnetic wall into thin ferromagnetic electrodes of a nano-contact spin valve
我们从理论上分析了纳米接触自旋阀中的磁壁,特别关注磁壁对薄铁磁电极的穿透。我们发现,与布洛赫壁相比,尼尔壁的穿透被退磁能的增加所抑制。我们找到了最佳的纳米接触半径和高度的条件,以最大化磁壁的电流感应振荡的功率。我们还发现,布洛赫壁的热稳定性增加时,纳米接触的半径增加或高度减少。
2013-02-06 cond-mat.mes-hall
Resistivity due to a Domain Wall in Ferromagnetic Metal
基于线性响应理论,计算了铁磁金属丝中畴壁电阻率。传导电子与壁面的相互作用用电子自旋空间中的局域规范变换引入的经典规范场表示。结果表明,墙有助于电子的退相干,这种量子校正可以支配玻尔兹曼电阻率,导致电阻率的降低成核的墙。由于壁的运动电导波动也进行了研究。结果与最近的实验进行了比较。
1996-12-07 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetic domain wall as a nonreciprocal string
我们提出了一个简单的模型的磁畴壁的薄膜铁磁体。畴壁被表示为非互易弦,在其上横波以不同的速度沿相反的方向传播。该模型有三个参数:质量密度,张力,和一个陀螺常数量化的非互易性。我们讨论有限几何中非互易弦的不寻常动力学。这与数值模拟的等宽条带中磁畴壁的运动规律吻合得很好。
2018-08-21 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent electron transport through a ferromagnetic domain wall
本文对铁磁畴壁中自旋相关输运进行了理论研究。随着交换耦合分量数的增加,我们观察到电导的方差变为一半。随着畴壁磁化强度的增加,也观察到负磁阻。
2002-11-11 cond-mat.mes-hall
Domain-wall dynamics in translationally noninvariant nanowires: theory and applications
我们将畴壁动力学推广到非线性不变的铁磁纳米线的情况。所得到的运动方程,使磁畴壁传播的描述更现实的占沿导线的变化,如无序或改变线的形状。我们表明,有效的运动方程是非常普遍的,不依赖于模型的细节。作为其使用的一个例子,我们详细考虑沙漏形纳米带。横向畴壁被困在中间,并有两个稳定的磁化方向。我们研究了短电流脉冲在两个方向之间的切换。我们得到了精确的时间依赖性的电流脉冲所需的切换磁化与最小的欧姆损失,每次切换。此外,我们发现如何欧姆损失每开关取决于最佳电流脉冲的开关时间。因此,我们表明,作为一个磁性存储器,这种纳米器件可以比最好的现代设备的能量效率高$10^5$倍。
2012-06-12 cond-mat.mes-hall
Nonlinear spin-polarized transport through a ferromagnetic domain wall
在铁磁半导体中,分隔两个相反磁化区域的畴壁在适当的条件下表现出类似于p-n二极管的强非线性I-V特性。我们研究这些特性作为壁宽和温度的函数。随着宽度增加或温度降低,多数自旋带之间的直接隧穿降低二极管的效率。这对磁性半导体的零场淬灭电阻和最近提出的自旋晶体管的设计具有重要意义。
2002-02-01 cond-mat.mes-hall
The magnonic limit of domain wall propagation in ferromagnetic nanotubes
我们报道了场驱动的铁磁纳米管中涡旋状畴壁的研究。这种特殊的几何形状产生了静态壁配置的特殊特征,这显著地影响其动态。不像畴壁在平坦的条带中,畴壁传播的左右对称性被打破。此外,畴壁速度不受Walker击穿的限制。在足够大的磁场下,畴壁速度达到自旋波的速度(约1000 m/s),并且此后与自旋波的直接发射相关联。运动的畴壁保持其主要结构,但具有特征性的自旋波尾。这种拓扑孤子的空间分布由自旋波色散决定。
2010-09-28 cond-mat.mes-hall
Electronic pressure on ferromagnetic domain wall
微扰研究了纳米线中电子被畴壁散射的最低阶。由相移计算了散射对电子系统热力学势的修正。计算结果表明,在弱交换耦合的铁磁体中,壁面可以被压缩得很薄,从而降低电子能量。
2000-11-10 cond-mat.mes-hall
Stability of 2pi domain walls in ferromagnetic nanorings
通过计算将铁磁纳米环的涡旋态与2pi畴壁分离的最小能量路径,研究了铁磁纳米环中2pi畴壁的稳定性。当俘获畴存在于某些类型的横向畴壁之间时,即,其中在磁条的同一侧上的边缘缺陷具有相等的符号并因此排斥的壁。在这里,这些配置和涡旋磁化状态之间的能量障碍得到使用弦方法。由于环的几何形状,两种类型的2pi壁必须通过它们的整体拓扑指数和交换能来区分。最小能量路径对应于涡旋的排出。湮灭的2PI壁的能量势垒相比,两个环涡状态之间的过渡的激活能。
2010-03-08 cond-mat.mes-hall
Dynamics of ferromagnetic domain walls under extreme fields
我们报告存在一个新的制度的单轴和近单轴铁磁纳米线的畴壁运动,其特征在于所施加的磁场足够强,其中一个域变得不稳定。给出了描述非平面畴壁作常速运动和常频进动的Landau-Lifshitz-Gilbert方程的一个新的稳定解。即使在热噪声的存在下,新的解决方案可以传播的距离上的顺序的500倍的无场域壁宽度之前,在不稳定域的波动变得明显。
2020-01-26 cond-mat.mes-hall
Negative differential magneto-resistance in ferromagnetic wires with domain walls
铁磁一维纳米线中的畴壁由于与传导电子的耦合而经历电流感应运动。当电流不足以驱动磁畴壁通过导线时,或者它被限制在垂直层,它仍然会经历振荡运动。反过来,畴壁的这种振荡运动可以与系统中的电子共振耦合,进一步影响输运性质。我们研究了这些畴壁模式和电流电子之间的耦合对系统的输运性质的影响,并表明,这样的系统表现出负微分磁阻由于共振耦合与低的畴壁运动模式。
2012-07-05 cond-mat.mes-hall
Mapping the domain wall pinning landscape in ferromagnetic films
铁磁薄膜中畴壁的扩展主要由材料中缺陷处的畴壁钉扎决定。在这封信中,我们通过光栅扫描单个铁磁涡旋并监测滞后涡旋位移与施加的磁场的关系,绘制了坡莫合金薄膜中畴壁钉扎的有效潜在景观。测量是使用差分磁光显微镜技术,产生的空间灵敏度$\sim 10$ nm。我们提出了一个简单的算法提取一个有效的钉扎电位从测量的涡旋位移与外磁场。由此产生的地图的钉扎电位揭示不同类型的钉扎网站,我们归因于准零,一维和二维的坡莫合金薄膜中的缺陷。
2016-04-15 cond-mat.mes-hall
The Quantum Noise of Ferromagnetic $π$-Bloch Domain Walls
我们量化的概率每单位欧几里德时间的反转磁化的$π$ -布洛赫矢量,它描述了铁磁纳米线的铁磁畴壁在有限的温度下,通过评估的巨正则配分函数的鞍点解的铁磁纳米线组成的$N$这样的孤子和反孤子状态。我们的方法,基于Langer理论,处理双Sine-Gordon模型,通过非微扰重整化过程定义的$π$ -Bloch向量,并使用重要性抽样方法,以最小化系统的自由能,并确定对应于反转概率的鞍点解。我们确定,而自由能最小值的一般解决方案不能以封闭的形式表示,我们可以通过最大化系统的纠缠熵获得鞍点的封闭表达式。我们使用这种方法来量化的几何和非几何贡献的纠缠熵的铁磁纳米线,纠缠铁磁畴壁之间定义,并评估的欧几里德时间依赖的畴壁宽度和角动量转移的域壁,这是最近提出的量子存储器存储的机制。
2009-06-08 cond-mat.mes-hall
Spin wave free spectrum and magnetic field gradient of nanopatterned planes of ferromagnetic cobalt nanoparticles: key properties for magnetic resonance based quantum computing
我们提出了一个研究的两个片钴纳米粒子退火SiO2层注入钴离子在微波Q波段的铁磁共振。本实验研究是作为一个功能的应用磁场取向,温度和剂量的注入钴离子。我们证明,这些磁性片的钴纳米粒子可以很好地模拟一个几乎二维的铁磁片,具有降低的有效饱和磁化强度,相比,一个规则的薄膜的钴。发现纳米颗粒在210 K以上是超顺磁性的,在此阻断温度以下是铁磁性的。静磁计算表明,通过在这种钴纳米颗粒磁性片中图案化的铁磁纳米条可以产生约0.1 G/nm的强磁场梯度。这种与电子顺磁共振相结合的强磁场梯度可以与基于耦合电子自旋的阵列实现中间尺度量子计算机相关,如先前报道的(Eur. J. B(2014)87,183)。然而,这种新方法只有在铁磁纳米结构的自旋波激发不引入额外的自旋退相干时才有效。因此,我们在理论上提出了一些可能的磁各向异性工程的钴纳米粒子,可以允许抑制自旋量子位退相干诱导的不必要的集体激发的自旋。
2014-10-11 cond-mat.mes-hall
Detecting domain wall trapping and motion at a constriction in narrow ferromagnetic wires using perpendicular-current giant magnetoresistance
提出了一种利用电流垂直面(CPP)巨磁电阻(MR)探测窄铁磁层中俘获畴壁的存在和运动的通用方法。由于CPP电流被限制在畴壁俘获区,所以CPP-MR对畴壁微小运动的响应增强。我们使用一个坡莫合金/铜/坡莫合金自旋阀的形状长,约500 nm宽的线与收缩(缺口)附近的中间,作为一个头对头域壁的捕获网站。两种不同的缺口形状进行了研究,主要是在4.2 K,但也在295 K。
2004-07-21 cond-mat.mes-hall
A magnetic domain wall Mackey-Glass oscillator
提出了一种基于薄膜纳米带中固定磁畴壁的Mackey-Glass非线性延时振荡器。通过自旋转移力矩,沿条带施加的电流导致畴壁变形并远离几何钉扎位点移位,这可以通过适当选择读出而转换成非线性转移函数。该读出用作延迟信号,该延迟信号随后被放大地反馈到所施加的电流中。微磁学模拟,我们研究的读出位置,时间延迟和反馈增益的动态畴壁的作用。特别是,我们强调制度,其中自我维持的振荡和复杂的瞬态是可能的。
2021-04-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
A Circuit Model for Domain Walls in Ferromagnetic Nanowires: Application to Conductance and Spin Transfer Torques
提出了一个描述电子输运通过铁磁纳米线畴壁的电路模型。畴壁被视为一个相干的4端设备与传入和传出的通道的自旋向上和向下和自旋相关的散射在附近的壁建模使用经典电阻。我们推导出的电导的电路中的一般电导参数的畴壁。然后计算了弹道输运通过畴壁的情况下的电导参数,得到了一个简单的畴壁磁电阻公式,其结果与最近的实验结果一致。自旋极化电流施加在畴壁上的自旋转移力矩使用电路模型计算,并估计所产生的壁运动的速度。
2004-06-03 cond-mat.mes-hall
Current driven domain wall creation in ferromagnetic nano-wires
我们预测的电生成和注入到铁磁纳米线的畴壁,而不需要一个辅助磁场。我们的理论表明,以上的临界电流$j_{c}$域壁注入到纳米线周期$T\sim (j-j_{c})^{-1/2}$。在单轴各向异性几何中,该过程不需要Dzyaloshinskiii-Moria或偶极-偶极相互作用,并且可以在简单的交换铁磁体中完成。我们还表明,这个过程和周期指数是普遍的,并不依赖于微观哈密顿的特殊性。
2016-07-14 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
Spin and Orbital Splitting in Ferromagnetic Contacted Single Wall Carbon Nanotube Devices
在铁磁接触单壁半导体碳纳米管器件中观察到了库仑阻塞现象。在4K时,当只存在塞曼分裂时,没有观察到明显的库仑峰位移。结合其他效应,铁磁引线防止轨道自旋态分裂的磁场高达2特斯拉在4K。随着磁场的进一步增加,观察到正或负的库仑峰位移斜率,这与顺时针和反时针轨道态分裂有关。观察到电导的强烈抑制/增强与磁场诱导的轨道态分裂/会聚有关。
2013-03-07 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent Quantum Interference in Single-Wall Carbon Nanotubes with Ferromagnetic Contacts
本文报道了在单壁碳纳米管与高透明铁磁电极接触时自旋感生磁电阻效应的实验观察。在线性制度的自旋诱导的磁阻振荡与栅极电压在定量协议的计算的基础上的Landauer-Buttiker模型为独立的电子。与这种解释相一致,我们发现偏置引起的振荡的自旋诱导的磁电阻信号的尺度上的纳米管中的水平间距的证据。在较高的偏压下,自旋感生磁电阻消失,因为从铁磁电极注入的有效自旋极化急剧下降。
2006-06-18 cond-mat.mes-hall
Measurements of Nanoscale Domain Wall Flexing in a Ferromagnetic Thin Film
我们利用铁磁半导体Ga 1-xMnxAs中的反常霍尔效应的高空间灵敏度,结合磁光克尔效应,来探测铁磁薄膜中单个磁畴壁的纳米尺度弹性挠曲行为。我们的技术允许对钉扎位点密度进行位置敏感的表征,我们估计钉扎位点密度约为10^14 cm^{-3}。单网站脱钉事件和它们的温度依赖性的分析产生钉扎网站的力量(10 pN范围),以及热失活能量的估计。最后,我们的数据暗示在一个更高的本征畴壁迁移率弯曲比以前观察到的光学探测微米尺度测量。
2011-03-27 cond-mat.mes-hall
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
Reflectionless Transport of Surface Dirac Fermions on Topological Insulators with Induced Ferromagnetic Domain Walls
研究了三维拓扑绝缘体上表面狄拉克费米子的性质。我们提出了一个精确的分析处理的频谱,束缚态和畴壁电阻的扩展通用畴壁与面内和面外磁化。在后一种情况下,我们发现振荡的畴壁电阻作为壁的宽度和一定的宽度的反射的所有传入的动量完全没有的函数。令人惊讶的振荡和无反射电位的发生可能与表面狄拉克哈密顿量的超对称性结合畴壁轮廓。
2012-07-18 cond-mat.mes-hall
Electrically-driven domain wall motion in a ferromagnetic Kagome lattice
本文从理论上研究了具有铁磁有序和自旋轨道耦合的二维Kagome晶格中量子反常Hall态在电场作用下的畴壁运动。我们发现,电荷积累的畴壁附近,这表明电场驱动的积累的电荷和畴壁的小能量耗散。利用线性响应理论,我们计算了非平衡自旋密度,它对局部磁化织构施加了非绝热自旋转移矩。即使当块体是绝缘的并且不需要纵向电流时,该扭矩也会出现。最后,我们估计了该系统中的磁畴壁运动速度,这是快于传统的金属。
2019-06-14 cond-mat.mes-hall
Orbital angular momentum and current-induced motion of a Skyrmion-textured domain wall in a ferromagnetic nanotube
通过建立畴壁的轨道角动量和电流感生力矩的理论,从理论上研究了铁磁纳米管中畴壁的电流感生动力学.具体地说,具有非平凡磁化沿圆周缠绕的畴壁具有有限的轨道角动量,它与其Skyrmion电荷和位置的乘积成正比,电流产生的力矩改变了畴壁的轨道角动量,从而驱动畴壁。电流引起的力矩被解释为电子向畴壁的轨道角动量转移,这是由于Skyrmion电荷产生的出射磁场引起的。我们的研究结果揭示了一个迄今未被承认的磁孤子的轨道自由度的效用。
2021-02-16 cond-mat.mes-hall
Influence of band structure effects on domain-wall resistance in diluted ferromagnetic semiconductors
对(Ga,Mn)As的本征畴壁电阻(DWR)进行了理论研究,并与实验结果进行了比较。最近开发的稀释铁磁半导体自旋输运模型[Van Dorpe等人,Phys.Rev.B72,205322(2005)]。该模型结合了无序的Landauer-Büttiker形式主义与紧束缚的主机能带结构的描述。所获得的结果显示了球形4x 4 kp模型[Nguyen,Shchelushkin和Brataas,cond-mat/0601436]在绝热极限中高估DWR的程度,并揭示了DWR对壁的磁化分布和晶体学取向的依赖性。
2006-05-09 cond-mat.mes-hall
Current induced domain wall dynamics in the presence of spin orbit torques
研究了在自旋轨道力矩存在下,垂直磁化纳米带中电流诱导的畴壁运动。我们表明,使用微磁模拟的方向上的电流引起的DW运动和相关的DW速度依赖于类场转矩(FLT)和Slonczewski类转矩(FLT)的相对值。结果很好地解释了集体坐标模型,这是用来绘制相图的DW动力学的函数的FLT和的ESTA。我们表明,一个大的DW速度的增加,可以通过适当的调整这两个扭矩达到。
2013-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-driven periodic domain wall creation in ferromagnetic nano-wires
我们预测的电生成和注入到铁磁纳米线的畴壁,而不需要一个辅助磁场。我们的分析和数值计算结果表明,超过一个临界电流$j_{c}$域壁注入到纳米线周期$T \sim (j-j_{c})^{-1/2}$。重要的是,即使在具有单轴各向异性的简单交换铁磁体中,也可以周期性地产生畴壁,而不需要任何标准的“扭曲”相互作用,如Dzyaloshinskiii-Moriya或偶极-偶极相互作用。我们分析表明,这个过程和周期指数是普遍的,并不依赖于微观哈密顿的特殊性。最后,我们给出了一个实验实现的具体建议。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall
Domain-wall-assisted giant magnetoimpedance of thin-wall ferromagnetic nanotubes
利用微磁学模拟方法研究了周向排列的薄壁纳米管在sub-GHz和GHz频段的磁阻抗效应。我们认为空的铁磁管,以及充满非磁性导体的圆形横截面(纳米线覆盖)集中在低场制度MI(低于低频铁磁共振的特征场)的管。在此场区,磁绝缘的有效机制与垂直于管轴的畴壁位置的振荡有关。两种机制的驱动DW运动的交流电流被考虑在内,通过奥斯特场和通过自旋转移力矩的驱动。对直径为300 nm的Co纳米管进行了模拟。可分辨的低场MI超过100%,而基于DW的巨MI的高灵敏度的场区域具有数十kA/m的宽度。后者是广泛可调的,通过改变驱动交流电流的密度,它的频率,和纳米管的长度。特别感兴趣的是DW的共振运动,由于与纳米管端的条件进行了讨论的相互作用。
2018-09-01 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
Reproducible domain wall pinning by linear non-topographic features in a ferromagnetic nanowire
我们证明,多层磁性纳米线,其中的厚度和组成的各个层已被仔细选择,域壁可以被钉扎在非地形网站纯粹由离子辐照在聚焦离子束系统。钉扎的结果从辐照诱导合金化导致磁性能修改只在受影响的区域。利用洛仑兹透射电子显微镜,我们研究了在辐照部位的畴壁钉扎行为。依赖于辐照剂量,单线特征不仅钉扎畴壁,而且还控制它们的结构和钉扎强度。
2015-07-28 cond-mat.mes-hall
Domain wall motion by localized temperature gradients
在随机Landau-Lifshitz-Bloch方程的框架下研究了坡莫合金纳米带中局部高斯温度分布引起的磁畴壁运动。分离并比较了熵矩和磁子自旋转移矩对热致DW运动的不同贡献。磁振子自旋转移力矩的分析包括样品中热激发磁振子的描述。第三个驱动力,由于热诱导偶极场的发现和描述。最后,考虑到边缘粗糙度,热致DW运动的研究在现实条件下。结果给出了定量的见解不同的机制负责畴壁运动的温度梯度,并允许与实验结果进行比较。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Robust magnetotransport in disordered ferromagnetic kagome layers with quantum anomalous Hall effect
对无序铁磁可果美层的磁输运性质进行了数值研究。我们发现在可果美层状材料(如Fe $_3$ Sn $_2$,Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$,和Mn $_3$ Sn)中可以实现大的畴壁磁电阻或负磁电阻,表现出量子反常霍尔效应.戈薇层表现出强烈的磁各向异性和大的磁阻取决于它们的磁织构。这些畴壁磁阻预计将是强大的,对无序和观察无关的畴壁厚度,在铁磁金属中的常规畴壁磁阻。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall
Electronic transport through domain walls in ferromagnetic nanowires: Co-existence of adiabatic and non-adiabatic spin dynamics
研究了铁磁量子线中畴壁对电子输运的影响。由于横向限制,出现传导通道。在存在畴壁的情况下,这些通道中的上自旋和下自旋电子变得耦合。对于非常短的畴壁或在高的纵向动能,这种耦合是弱的,导致非常少的自旋翻转,和微扰处理是可能的。对于非常长的畴壁结构,自旋遵循局部磁化方向,抑制了畴壁对总透射率的影响,但反转了电子的自旋。在中间区域,我们数值研究了不同形状畴壁的自旋相关输运行为。我们发现,知识的精确形状的畴壁是不是至关重要的定性行为确定。对于适合于实验的参数,具有低纵向能量的电子被透射,而具有高纵向能量的电子基本上不受畴壁的影响。考虑到这种不同制度的共存对于理解最近的实验是重要的。
2003-07-22 cond-mat.mes-hall
Role of non-collinear magnetization: from ferromagnetic nano wires to quantum rings
我们认为,在铁磁纳米线的非均匀磁化相关的相互作用的影响和他们可能的推广到纳米环。首先,我们表明,电流在一个铁磁纳米线与一个以上的畴壁诱导壁之间的交换耦合介导的自旋相关的散射载流子的干扰。这种相互作用揭示了作为相互取向和畴壁分离的函数的复杂行为,从而影响畴壁动力学。然后,我们考虑在磁化量子环的情况下,该理论应如何修改。在这种情况下,情况更加复杂,因为环中的涡旋和洋葱磁化状态不是真正的铁磁性。
2010-09-28 cond-mat.mes-hall
Macroscopic Quantum Tunneling of Ferromagnetic Domain Walls
研究了介观铁磁样品中畴壁从杂质势中的量子隧穿。使用改进的畴壁质量和钉扎电位的表达式,我们发现,热激活和量子隧穿之间的交叉温度是一个不同的功能形式比以前发现的。在Ni或YIG等材料中,交叉温度约为5 mK。我们还发现,WKB指数通常比目前的估计值大两个数量级。这些差异的来源进行了讨论,并给出了精确的估计从三维到一维的导线的磁行为的过渡。计算了不同材料和样品尺寸下从热跃迁到量子跃迁的交叉温度和隧穿率。
1997-10-07 cond-mat.mes-hall