Spin-orbit torque opposing the Oersted torque in ultrathin Co/Pt bilayers
采用电驱动铁磁共振技术研究了Co_2Co/Pt双层膜中的电流感生转矩。的角度依赖的共振，检测整流效应作为电压，进行了分析，以确定的对称性和相对大小的自旋轨道扭矩。观察到反阻尼（Slonczewski）和类场转矩。随着铁磁体厚度从3 nm减小到1 nm，类场转矩的符号反转。这一观察结果与超薄双层中Rashba自旋轨道力矩的出现是一致的。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
Spin transfer torque enhancement in dual spin valve in the ballistic regime
研究了全金属双自旋阀在弹道区的自旋转移力矩，在双自旋阀中，两个反方向排列的钉扎铁磁层位于自由铁磁层的两侧，中间夹有两个薄的钉扎间隔层.有人认为，类似的扩散制度的结果，自旋转移扭矩显着增强相比，在传统的自旋阀，虽然没有自旋积累存在于磁-磁界面。在Slonczewski方法的基础上，得到了自由磁层上力矩的解析表达式，为双自旋阀中自旋动力学的微磁学模拟提供了理论模型.根据自由层的取向和电子的极化程度，自旋转移矩增强可达数十倍。对自由层的透射和反射概率不为零或不为一的一般情况也进行了数值计算。
2010-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic study of a spin-torque oscillator based on a magnetic nano-contact magnetized at an arbitrary angle
通过微磁学模拟，研究了外加偏置磁场从面内取向旋转到面间取向时，自旋极化直流电在基于磁性纳米接触的自旋力矩自动振荡器中激发的自旋波模的性质.在定性协议与弱非线性分析理论，它被发现，在一定的临界角，突然切换从自局域非线性“子弹”模式的传播准线性Slonczewski模式发生，并伴随着向上跳跃产生的微波频率。有人，还发现，分析理论高估了临界磁化角的大小，对应于模式切换，并且模式切换所引起的频率跳变的大小与纳米接触半径成反比。
2008-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A reduced model for precessional switching of thin-film nanomagnets under the influence of spin-torque
研究了具有面内磁化的薄膜磁性元件在垂直于薄膜平面的自旋电流作用下的磁化动力学。我们推导出一个减少偏微分方程的面内磁化角在弱阻尼制度。然后，我们应用这个模型来研究实验相关的问题切换的椭圆形元件时，自旋极化有一个组件垂直于膜平面，限制减少模型的宏自旋近似。宏观自旋常微分方程被视为一个弱阻尼哈密顿系统解析，和轨道平均的方法是用来理解的离散动力系统的解决方案的行为的过渡。我们的简化模型的预测进行比较的完整的朗道-Lifshitz-吉尔伯特-Slonczewski方程的宏自旋。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A thermally driven spin-transfer-torque system far from equilibrium: enhancement of the thermoelectric current via pumping current
我们考虑一个小的巡游铁磁体暴露在外部磁场和强烈驱动的热感生自旋电流。对于这个模型，我们推导出准经典运动方程的磁化强度的动态非平衡分布函数的影响考虑自洽。我们得到的Landau-Lifshitz-Gilbert方程补充了Slonczewski形式的自旋转移力矩项。我们确定了一个制度的持续岁差，我们发现增强的热电流的泵浦电流。
2018-08-03 cond-mat.mes-hall
Current-induced switching of magnetic tunnel junctions: Effects of field-like spin-transfer torque, pinned-layer magnetization orientation and temperature
我们研究了在有限温度下，在高电流极限下，存在类场自旋转移矩和倾斜钉扎层磁化的磁性隧道结（MTJ）中的电流诱导开关。我们认为这两个Slonczewski和类场转矩系数$a_J$和$b_J $，分别。在有限温度下，与$σ= 0$相比，$σ= b_J/a_J = \pm1$导致更小的平均开关时间。在类场项的存在下开关时间的减少是由于对准效应（对于$σ> 0$）和初始转矩效应。
2014-03-20 cond-mat.mes-hall
Charge conservation in spin torque oscillators leads to a self-induced torque
本文提出在自旋扭矩振荡器中考虑电荷守恒会引入此前被忽视的自感扭矩，从而修正传统LLGS方程，并在面内磁化纳米柱中验证了其定性修正作用。
2023-12-15 cond-mat.mes-hall
Optimal time-dependent polarized current pattern for fast domain wall propagation in nanowires: Exact solutions for biaxial and uniaxial anisotropies
纳米磁学中的一个重要问题是降低技术上有用的畴壁（DW）传播速度所需的电流。基于修正的Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程，同时考虑了Slonczewski自旋转移矩和类场矩，推导了DW沿纳米线快速传输的最佳自旋电流模式.在这样的条件下，DW的速度在双轴线可以提高多达十倍的速度相比，在实验中取得的。此外，自旋极化的快速变化可以帮助DW脱钉。可能的实验实现进行了讨论。
2010-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A numerical method to solve the Boltzmann equation for a spin valve
本文提出了一种数值算法来求解具有非共线磁化的磁性多层异质结构中电子分布函数的玻尔兹曼方程。该解决方案是基于一个散射矩阵形式主义的层是平面内的几何不变，使属性只垂直于平面变化。物理量如自旋密度、自旋电流和自旋转移力矩直接从分布函数计算。我们说明我们的解决方案的方法与系统的研究自旋转移力矩的自旋阀作为其几何形状的函数。结果同意与混合电路理论Slonczewski的几何形状典型的实验测量。
2007-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced synchronization in an array of spin torque nano oscillators in the presence of oscillating external magnetic field
我们证明，在公共外部微波磁场的存在下，由Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski（LLGS）方程建模的电耦合自旋扭矩纳米振荡器（STNO）阵列的同步可以明显增强。所施加的微波磁场稳定并增强了我们分析的参数空间中的同步区域，其中振荡器表现出同步振荡，从而发射出改善的微波功率。为了表征同步振荡，我们计算了锁定范围的域中的外部源频率。
2014-12-23 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Decoupling of Spin-Orbit Torque Components in Py/W Bilayers unveiled through variation of W-resistivity
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度加尔各答科学教育研究所）
通过调节W电阻率揭示了Py/W双层中自旋轨道扭矩组件的解耦，发现Slonczewski-like扭矩效率依赖于W电阻率，而场状扭矩效率则表现出界面特性。
2025-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Frequency enhancement and power tunability in tilted polarizer spin-torque nano oscillator
在没有外加磁场的情况下，利用Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程的数值模拟，研究了具有倾斜偏振器的自旋力矩纳米振荡器（STNO）.我们发现，通过适当地倾斜偏振器的平面外的频率相当大的增强。此外，我们观察到改进的可调谐性的振荡频率从15 GHz到75 GHz和电流和倾斜角的功率谱密度的增量。此外，我们的发现和见解为纳米级微波发生器的实现铺平了一条简单的道路。
2020-04-06 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Influence of field-like torque in synchronization of spin torque oscillators
本研究考察类场转矩对两个并联耦合自旋转矩振荡器同步的作用，证明其可抵消阻尼、消除多重稳定性并提升同步振荡的功率与 Q-factor，且结果经随机 LLG 方程的数值与解析验证。
2020-06-22 cond-mat.mes-hall nlin.AO
Synchronization of an array of spin torque nano oscillators in periodic applied external magnetic field
针对自旋矩转移纳米振荡器阵列，通过数值分析宏观自旋变量的Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski（LLGS）方程组，研究了在共同周期驱动的外加磁场作用下系统的同步特性.我们发现了一个新的结果，即外加磁场可以作为一种介质，诱导同步的周期振荡，无论是同相和反相，即使没有通过自旋电流耦合，从而导致了令人兴奋的可能性，微波功率的增强，在一个简单的方式。
2013-04-03 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Enhancement of Spin-transfer torque switching via resonant tunneling
我们建议使用共振隧穿作为一种途径，以提高自旋转移力矩开关特性的磁性隧道结。所提出的器件结构是基于夹在固定磁体和自由磁体之间的MgO-半导体异质结构的共振隧穿磁性隧道结。使用非平衡格林函数形式主义耦合自一贯的Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程，我们证明了增强的隧道磁阻特性，以及较低的开关电压相比，传统的三层器件。两个基于MgO基异质结的器件设计，其中共振隧穿的物理导致增强的自旋转移力矩，从而降低临界开关电压高达44%。据设想，这里提出的概念验证可能会导致通过严格的材料和接口研究的实际设备设计。
2014-11-24 cond-mat.mes-hall
Spin Transfer Torque as a Non-Conservative Pseudo-Field
在本文中，我们表明，自旋转移力矩可以描述为一个伪磁场，成正比的磁矩的巡回电子，进入Landau-Lifshitz-Gilbert方程中的其他外部或内部的磁场以同样的方式。然而，与通常的磁场不同，通常的磁场本质上总是保守的，自旋力矩引起的赝场可以具有保守分量和非保守分量。我们进一步表明，巡回电子的磁矩仅在非平衡时产生面外分量，并且该分量负责Slonczewski类型的切换，该切换对抗阻尼并且始终是非保守的。另一方面，赝场的面内分量在平衡态和非平衡态下都存在，并产生类场项。对于基于隧道的设备，即使当扭矩大小与电压完全对称时，与P到AP相比，该项导致用于反并联（AP）到并联（P）切换的较低切换电流。
2008-11-21 cond-mat.mes-hall
Spin-transfer torque driven intrinsic localized spin excitations in the presence of field-like torque
研究了在垂直和平行的外加磁场和电流作用下，具有自旋转移矩和类场矩的海森堡一维铁磁自旋链中内禀局域单自旋激发的存在性.在不考虑自旋各向异性的情况下，精确求解了单自旋激发下的Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski（LLGS）方程，并对自旋的垂直和平行场激发进行了数值模拟.我们表明，通过适当地引入电流和增强的角频率的振荡由于类场的扭矩的情况下，垂直和平行的字段的阻尼的自旋激发的去除。通过与数值结果的匹配，验证了解析结果的正确性。此外，我们数值证实了存在的同相和反相稳定的同步振荡的存在下，两个自旋激发的电流与垂直场和类场转矩。
2021-10-14 cond-mat.mes-hall nlin.SI
Current-Driven Magnetization Switching via Zhang-Li Torque
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Hubei University（湖北大学）；Southeast University（东南大学）
该研究发现界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用存在时，Zhang-Li转矩可触发与自旋轨道转矩相似的磁化翻转，其或为SOT的重要互补机制，为SOT-MRAM器件设计提供指导。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall
Spin Torque Oscillations Triggered by In-plane Field
我们研究了自旋力矩纳米振荡器的动力学，该振荡器由双磁化自由层和钉扎层组成，通过数值求解相关的Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程，在存在类场力矩的情况下。我们观察到，一个平面内的磁场，这是施加了一个很短的时间间隔（$<$ 1 ns）触发磁化表现出自振荡从低能量的初始磁化状态。此外，我们确认，振荡的频率可以调谐的范围内$\sim$ 25 GHz到$\sim$ 72 GHz的电流，即使在没有类场转矩。我们发现的频率提高到10 GHz的存在下的类场转矩。我们确定了不同频率的Q因子，并表明它随频率的增加。我们的分析与热噪声证实，系统是稳定的热噪声和动态不会改变明显。
2021-12-30 cond-mat.mes-hall nlin.AO
Spin-torque switching and control using chirped oscillating currents
我们建议使用振荡自旋电流与缓慢变化的频率（啁啾）操纵和控制的磁化动力学在纳米磁体。通过重铸的Landau-Lifshitz-Slonczewski方程在一个类似量子的两个级别的形式主义，我们表明，啁啾的自旋电流在垂直于各向异性轴的方向极化可以诱导稳定的磁矩在任何角度（高达$90^\circ$）相对于各向异性轴的进动。驱动电流可以是适度的（$10^6\,\rm A/cm^2$或更低），只要啁啾速率足够慢。即使对于室温下的小纳米物体，诱导的进动对热噪声也是稳定的。磁化的完全反转可以通过添加反平行于易磁化轴的小的外部磁场来实现。或者，也可以使用具有不同极化方向的啁啾交流和直流电流的组合来触发反转。
2017-04-25 cond-mat.mes-hall
Terahertz Spin Transfer Torque Oscillator Based on a Synthetic Antiferromagnet
采用Bloch-Bloembergen-Slonczewski方程模拟了合成反铁磁体作为自由磁性层的自旋阀自旋转移矩振荡器的磁化动力学。在没有外加磁场的情况下，如果合成反铁磁层之间的反铁磁耦合足够强，并且合成反铁磁层的顶（底）层厚度足够厚（薄）以获得宽的电流密度窗口，则可以预测合成反铁磁自旋转移力矩振荡器的高振荡频率达到太赫兹量级.另外，自由磁性层的横向弛豫时间与纵向弛豫时间相比应当足够大。否则，稳定的振荡不能被维持，或者将发生类似于具有相对低频率的常规的基于自旋阀的自旋转移力矩振荡器的情形。我们的计算为探索太赫兹自旋电子学器件铺平了新的道路。
2018-07-31 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin transfer torques and spin-dependent transport in a metallic F/AF/N tunneling junction
我们研究了自旋相关的电子输运通过铁磁-反铁磁-正常金属隧道结的电压或温度偏置，在没有自旋轨道耦合。我们推导出各种类型的反铁磁作用的自旋力矩以及电荷和自旋电流流过结的微观公式。所得结果适用于慢磁化动力学极限。我们确定了一个参数制度，其中一个非常规的阻尼类扭矩可以成为相当于常规Slonczewski的扭矩广义反铁磁体的大小。此外，我们发现，反铁磁亚晶格结构开辟了一个通道的电子输运，它没有一个铁磁类似物，这种机制导致一个明显的类场扭矩。通过结的电荷电导和自旋电流传输取决于铁磁和反铁磁矢量的相对取向（序参量）。所获得的电荷和自旋电流的公式使我们能够确定负责这种角度依赖性的微观机制，并评估作为自旋电流极化器的反铁磁金属的效率。
2018-09-09 cond-mat.mes-hall
Reliable spin-transfer torque driven precessional magnetization reversal with an adiabatically decaying pulse
我们表明，一个缓慢衰减的电流脉冲可以导致几乎确定性的进动开关的存在噪声。我们考虑双轴宏自旋，与易轴在平面内和难轴出平面，典型的薄膜纳米磁体图案化成不对称的形状。面外旋进磁化轨道的激励与自旋极化垂直于膜平面的分量的电流脉冲。通过数值积分的随机Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程，我们表明，热噪声导致强退相的磁化轨道。然而，磁性地减小的脉冲幅度压倒性地导致磁化反转，最终状态为{ \em only}取决于脉冲极性，而不取决于脉冲幅度。我们开发了一个分析模型来解释这种现象，并确定绝热磁化弛豫所需的脉冲衰减时间，从而旋进磁化切换。
2016-01-11 cond-mat.mes-hall
Spin-transfer torque effects in the dynamic forced response of the magnetization of nanoscale ferromagnets in superimposed ac and dc bias fields in the presence of thermal agitation
通过一个通用的纳米柱模型的自旋力矩器件，包括两个铁磁层代表的自由和固定层和一个导电的间隔都夹在两个欧姆接触的静态强制响应的纳米级铁磁体的热波动和驱动的任意强度和方向的交流磁场的自旋转移力矩（STT）的影响进行了研究。STT效应通过布朗磁朗之万方程处理，推广到包括Slonczewski STT项，从而扩展了统计矩方法[Y. P. Kalmykov等人，Phys.Rev.B88，144406（2013）]对纳米柱模型的最一般版本的受迫响应。动态磁化率，非线性频率依赖的直流磁化，动态磁滞回线等，然后评估突出STT对低频热弛豫过程和高频铁磁共振等的影响，证明了这些对自旋极化电流的显著依赖性，并有助于解释STT实验。
2015-05-11 cond-mat.mes-hall
Observation of anomalous spin-torque generated by a ferromagnet
在这项工作中，我们报告的观察面内电流感应面外磁场驱动的自旋阀结构的扭矩。由于铁磁体具有高自旋轨道耦合，因此预期其是自旋轨道扭矩的来源，因为其具有非对称霍尔效应（AHE：等效于重金属中的自旋霍尔效应）。为此，我们在一个自旋阀（由一个固定磁体和一个自由磁体组成，中间用铜间隔隔开）中，通过面内射频电流，测量直流电压，进行了自旋力矩铁磁共振（ST-FMR）实验。我们的实验结果最终表明，施加在自由磁体上的自旋力矩不是由于固定磁体的AHE注入的自旋电流引起的，而是源于面内电流驱动的面外有效磁场。这是一类新的自旋力矩，它与Slonczewski自旋转移力矩和Rashba类场力矩完全不同。有效的面外磁场取决于被钉扎层的电流方向（面内）和磁化方向（面内）。这种非常规扭矩背后的一个可能机制可能是界面自旋散射，这也是当前面内GMR效应的起源。最重要的是，这种有效的面外扭矩可用于在自旋电子存储器应用中切换面外磁性位。
2017-06-22 cond-mat.mes-hall
Terahertz Slonczewski propagating spin waves and large output voltage in antiferromagnetic spin-Hall nano-oscillators
本文理论研究了单轴反铁磁自旋霍尔纳米振荡器，发现其可在太赫兹频率产生径向传播的 Slonczewski 自旋波，并预测了最小阈值电流及比双轴反铁磁体大三个数量级的交流输出电压，为器件优化和远程太赫兹信号生成提供了依据。
2023-08-11 cond-mat.mes-hall
Spin-torque effects in thermally assisted magnetization reversal: Method of statistical moments
自旋极化电流驱动的纳米磁体的热涨落处理通过Landau-Lifshitz-Gilbert方程推广到包括随机热噪声场和Slonczewski自旋转移矩项。通过平均这个随机的（朗之万）方程的实现，统计矩微分递推关系的显式无穷族（平均球谐函数）推导出任意退磁因子和磁晶各向异性的一般纳米柱模型的自旋-转矩器件包括两个代表自由层和固定层的铁磁层以及均夹在两个欧姆接触之间的导电隔离物。研究了热涨落和自旋转移力矩对相关开关特性的影响，如稳态磁化、磁化反转时间等，通过求解温度、阻尼、外部磁场和自旋极化电流的宽范围的分级结构来计算，所述宽范围的温度、阻尼、外部磁场和自旋极化电流指示在包括几个数量级的热辅助磁化反转中的新自旋扭矩效应。特别是，开关特性对外部磁场的方向和自旋极化存在明显的依赖性。
2013-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Analytical description of ballistic spin currents and torques in magnetic tunnel junctions
在这项工作中，我们证明了明确的解析表达式的电荷和自旋电流构成的2x2旋量在磁性隧道结与非共线磁化下施加电压。计算是在Keldysh形式和WKB近似的框架内的自由电子模型内进行的。我们证明，自旋/电荷电流和自旋转移力矩都明确表示通过只有三个不可约的量，没有进一步的近似。的条件和机制的偏离传统的正弦角依赖的自旋电流和转矩示出和讨论。它表明，在厚势垒近似下，所有的隧道传输量可以表示在一个非常简化的形式通过Slonczewski自旋极化和我们的有效自旋平均界面传输概率和有效的面外极化在两个界面。它被证明，后者起着关键的作用，在出现的垂直自旋力矩，以及在所有的自旋和电荷输运考虑的角度依赖特性。它也直接表明，对于任何施加的电压，在FM/I界面的自旋电流的平行分量表示通过共线纵向自旋电流分量。最后，从自旋输运的横向特征长度尺度的角度分析了自旋转移矩的行为。
2015-09-22 cond-mat.mes-hall
Magnetization oscillations by vortex-antivortex dipoles
由于具有面内自旋极化的电流流入磁性元件，可以产生涡旋-反涡旋偶极子，然后磁性元件表现为自旋转移振荡器。它的动力学分析使用Landau-Lifshitz方程，包括Slonczewski自旋力矩项。我们建立的涡旋偶极子设置在稳态旋转运动由于涡之间的相互作用，而外部的面内磁场可以调谐的旋转频率。旋转运动与偶极子的非零Skyrmion数有关。自旋力矩的作用是使涡旋偶极子稳定在一定的涡旋-反涡旋间距。与自由涡旋偶极子相反，自旋极化电流下的旋转对是运动的吸引子，因此是稳定状态。当我们改变外场和自旋力矩强度时，得到了三种类型的涡旋-反涡旋对。我们给出了一个基于解析关系的旋转频率的指南。
2013-08-22 cond-mat.mes-hall
Resonant spin transfer torque nano-oscillators
自旋转移矩纳米振荡器是现代通信设备中取代传统电感基压控振荡器的潜在候选者。典型的振荡器设计是基于三层磁性隧道结，其缺点是低功率输出和低转换效率。在这封信中，我们从理论上提出使用共振自旋过滤在五层磁性隧道结作为一个可能的路线，以减轻这些问题，目前的设备设计面向高微波输出功率和直流输入功率的有效转换。我们将这些强大的品质归因于由此产生的非平凡的自旋电流分布和超高的隧道磁阻，两者都来自共振自旋过滤。器件的设计是基于非平衡格林函数自旋输运形式主义自洽耦合随机Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程和泊松方程。我们表明，所提出的结构有利于振荡器的设计具有较大的增强微波功率的$775\%$和效率提高超过$1300\%$相比，典型的三层设计。我们还合理化的最佳工作区域，通过分析的动态和静态器件电阻。这项工作为五层自旋转移力矩纳米振荡器器件设计奠定了基础，这些设计减轻了典型三层设计所面临的大部分问题。
2017-02-07 cond-mat.mes-hall
Modeling and Simulation of Spin Transfer Torque Generated at Topological Insulator/Ferromagnetic Heterostructure
拓扑绝缘体（TI）由于其强的自旋轨道耦合而成为自旋电子电路中一个有吸引力的候选材料。TI是具有绝缘体但由于带反转而具有导电表面态的独特材料，并且这些表面态受到时间反演对称性的保护。在本文中，我们提出了一个基于物理的自旋动力学模拟框架的TI/铁磁体（TI/FM）双层异质结构，能够捕捉电子能带结构的TI，同时计算电子和自旋输运性质。我们的模型不同于文献中提出的TI/FM模型，因为它能够考虑TI的3D能带结构以及交换耦合和外磁场对能带结构的影响。我们提出的方法使用二维表面哈密顿TI，包括所有必要的功能，自旋输运计算，以便正确地模拟TI/FM异质结构的特性。使用该哈密顿量和适当的参数，我们表明，量子限制和交换耦合的效果被成功地捕获在计算的表面能带结构相比，量子阱带图的三维TI，并与文献中报道的实验数据相匹配。然后，我们将展示如何使用这种校准的哈密顿量与自洽的非平衡格林函数（NEGF）形式主义，以确定在TI/FM双层异质结构的电荷和自旋输运。我们的计算结果与实验数据吻合良好，并捕捉到TI/FM异质结构的独特功能，如高自旋霍尔角，高自旋电导率等。最后，我们展示了如何从NEGF计算得到的结果可以纳入Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski（LLGS）配方，以模拟坐在TI顶部的FM层的磁化动力学。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploration of field-like torque and field-angle tunability in coupled spin-torque nano oscillators for synchronization
本文通过分析Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程，研究类场力矩和外场方向对一维串联自旋扭矩纳米振荡器阵列同步的影响，发现类场力矩可单独实现少量振荡器同步，结合场角微调可同步大量振荡器，并增强输出功率。
2023-12-13 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Theoretical model for torque differential magnetometry of single domain magnets
我们提出了一个通用的理论模型，扭矩微分磁强计（TDM）-一种实验方法，用于确定磁性样品的磁特性，通过记录的机械振荡器的谐振频率，磁性样品已安装在其上，作为所施加的磁场的函数。有效刚度的变化，因此，谐振频率的偏移，由于对试样的磁转矩的振荡器计算，作为一个单一的磁畴治疗的磁性试样。我们的模型可以处理一个任意的磁自由能量密度表征的标本，以及任何相对取向的施加磁场，标本和振荡器。我们的计算与已发表的实验数据吻合得很好。这里提出的理论模型允许充分利用TDM作为一种有效的磁力测量方法。
2014-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Write error rate of spin-transfer-torque random access memory including micromagnetic effects using rare event enhancement
自旋转移矩随机存取存储器（STT-RAM）由于其可扩展性、读写速度和耐久性的提高而成为下一代随机存取存储器的一个有希望的候选者。然而，写入脉冲持续时间必须足够长以确保低写入错误率（WER），即在存在随机热效应的情况下，在写入脉冲被关断之后位将保持未切换的概率。希望WER的量表为10 $^{-9}$或更低。在大自旋近似下，可以使用福克-普朗克方法分析计算WER。然而，钻头内的动态微磁效应会影响并导致更快的切换。这种微磁效应可以通过随机Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski（LLGS）方程的数值解来解决。然而，确定接近10个$^{-9}$的WER将需要远远超过10个$^{9}$这样的独立模拟，这是不可行的。在这项工作中，我们探索使用“稀有事件增强”（REE），一种方法，已被用于蒙特卡罗模拟的其他系统中，稀有事件仍然很重要的WER计算。使用一个原型REE的方法量身定制的STT-RAM开关物理，我们证明了可靠的计算WER到10 $^{-9}$与集只有大约10个$^{3}$正在进行的随机LLGS模拟，和明显的能力，走得更远。
2016-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.data-an
Theoretical study of orbital torque: Dependence on ferromagnet species and nonmagnetic layer thickness
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability, Uppsala University（乌普萨拉大学瓦伦堡可持续发展材料科学倡议）
研究通过轨道扭矩调控铁磁金属磁化，探讨了Ti/FM和Cu/FM双层中扭矩的依赖关系，揭示了非磁性层厚度对轨道扭矩的影响及材料种类的非普遍性。
2026-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modeling Multi-Magnet Networks Interacting Via Spin Currents
过去几十年来，在处理自旋电流和纳米磁体的相互作用方面，在器件水平上取得了重大的实验进展，这使得人们可以设想一大类器件，这些器件提出使用自旋电流和纳米磁体来实现信息处理。为了分析这样的自旋磁逻辑电路，在一般情况下，我们已经开发了一个耦合的自旋输运/磁化动力学模拟框架，可以广泛适用于各种类别的自旋阀/自旋扭矩设备。事实上，本章的主要目的是详细描述，我们已经开发的整体方法，包括自旋输运耦合磁化动力学的描述，并显示它是如何对现有的实验数据进行基准测试。我们在第2节中使用集总的“4分量自旋电路形式主义”来解决非共线自旋输运问题，该形式主义通过计算“电路”每个节点处的4分量电流和电压来描述非共线磁体的相互作用（建模自旋力矩所需）。对于建模的磁化动力学，我们使用标准的朗道-Lifshitz-吉尔伯特（LLG）方程与Slonczewski和类场的条款包括自旋扭矩。第3节描述了如何将LLG模型与自旋输运模型耦合，以分析自旋力矩实验和一般的自旋磁电路。我们在附录中包括MATLAB代码，以方便“动手”理解我们的模型，并希望它能使感兴趣的读者方便地分析自己的实验，深入了解自旋磁电路或提出自己的创造性设计。
2014-05-27 cond-mat.mes-hall
Spin Transfer Torque in Fully Insulating Magnetic Tunnel Junctions
本文从理论上研究了由磁绝缘电极构成的磁隧道结中电压驱动的自旋转移矩。与包括过渡金属铁磁体的常规磁性隧道结相比，自旋转移力矩呈现非常规的偏置依赖性，这与自旋依赖的Fowler-Nordheim隧穿过程的存在有关。特别地，我们发现（i）面外转矩通常主导面内转矩，（ii）面外转矩和面内转矩在低偏压下分别是对称的和不对称的，以及（iii）在大偏压下这两个转矩都显示出显著的增强。材料的考虑进行了讨论，我们表明，由于预期在磁性绝缘体中的低阻尼参数的自旋转移力矩可以在这样的系统中实验观察到。
2012-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Transfer Torque with Spin Diffusion in Magnetic Tunnel Junctions
从理论上研究了自旋扩散存在下磁性隧道结中的自旋输运。结合穿过势垒的弹道隧穿和电极中的扩散输运，我们求解了金属层中的自旋动力学方程。我们发现，自旋扩散混合的横向自旋电流分量和显着修改的有效自旋转移力矩的偏置依赖性。这导致面外扭矩的显著线性偏置依赖性，以及两个自旋扭矩分量的非常规厚度依赖性。
2012-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage Asymmetry of Spin-Transfer Torques
我们提出了一个基于非平衡格林函数的自旋力矩转移（STT）器件模型，该模型使用一组三个可调参数，在一定的偏置电压范围内与实验测量的（1）微分电阻，（2）磁阻（MR），（3）面内力矩和（4）面外力矩定量一致。我们相信这是第一个理论模型，能够涵盖这种不同的实验范围，我们的模型的一个关键方面是包括多个横模。我们还提供了一个简单的解释的非对称偏置依赖的面内扭矩，基于极化的两个接触的能量范围内的运输。
2009-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spintronics meets density matrix renormalization group: Quantum spin torque driven nonclassical magnetization reversal and dynamical buildup of long-range entanglement
我们引入含时密度矩阵重整化群（tDMRG）来解决自旋电子学中长期存在的问题--如何通过完全量子力学处理两种自旋物种的动力学来描述导电电子的流动自旋和磁性材料中的局域自旋之间的自旋转移矩（STT）。与传统的Slonczewski-Berger STT不同，在传统的STT中，局域自旋被视为服从Landau-Lifshitz-Gilbert方程的经典矢量，并且只有当流动电子的自旋极化和局域自旋非共线时，它们的STT驱动动力学才开始，量子STT可以在这些矢量共线但反平行时发生。使用tDMRG，我们模拟的时间演化的多体量子态的电子和本地化的自旋，其中前者被注入作为一个自旋极化电流脉冲，而后者包括量子海森堡铁磁金属（FM）自旋- $\frac{1}{2}$ XXZ链最初在基态与自旋极化反平行的注入电子。当注入的电子的数量超过局域自旋的数量时，量子STT反转局域自旋的方向，但不从初始取向旋转。这种非经典的反转，这是不存在的LLG动力学，是惊人的不均匀的整个FM链，它可以伴随着减少与本地化的自旋相关的磁化，甚至在特定的位置为零。这是因为量子STT产生了一个高度纠缠的非平衡多体状态的所有流动和本地化的自旋，尽管从一个平凡的FM最初的非纠缠基态开始。此外，在FM边缘的局域自旋之间的互信息保持非零，即使在无限的分离作为远程纠缠的动力学建设的签名。
2021-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Surface spin-transfer torque and spin-injection effective field in ferromagnetic junctions: Unified theory
本文从理论上考虑了自旋阀型铁磁金属结中垂直于界面流动的电流。首次研究了一种有效的方法来计算两种电流效应的同时作用，即非平衡纵向自旋注入和横向自旋转移表面力矩。推导并求解了涨落的色散关系。对于足够厚的自由层，解决了由于不稳定而产生的稳态非线性问题。
2005-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torque switching of perpendicular magnetization in ferromagnetic trilayers
在铁磁三层中，自旋-轨道诱导的自旋电流可以具有自旋极化，其方向偏离自旋霍尔效应的方向。最近，铁磁三层膜中的磁化翻转被提出并被实验证实。在这项工作中，我们从理论上和数值上研究了铁磁三层中垂直磁化翻转所需的翻转电流。我们证实，倾斜的自旋极化，使场自由确定性开关在较低的电流比传统的自旋轨道扭矩或自旋转移扭矩开关，提供了一种可能性，高密度和低功率的自旋轨道扭矩设备。此外，我们提供了一个任意的自旋极化方向的开关电流的解析表达式，这将是有用的设计自旋-轨道扭矩设备和解释自旋-轨道扭矩开关实验。
2020-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling the Spin Torque Efficiency with Ferroelectric Barriers
本文从理论上研究了含铁电势垒的磁性隧道结中的非平衡自旋输运。结合Bessel函数和Airy函数，得到了考虑界面屏蔽的自由电子薛定谔方程的精确解.我们证明，自旋转移力矩效率，更一般的偏置依赖性的隧道磁电阻和电阻，可以通过切换铁电极化的障碍。这种效应提供了一种补充的方式来电控制自旋转移器件中的磁化强度和相关磁噪声的电流驱动动态。
2012-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twist in the bias-dependence of spin-torques in magnetic tunnel junctions
磁隧道结中的自旋力矩具有两个分量，这两个分量都依赖于外加电压。在这里，我们开发了一种新的方法，从大电压范围的实验中准确提取这种偏置依赖性。我们研究了几个结与不同的磁性层结构的顶部电极。我们在对称CoFeB电极结上得到的结果与理论计算吻合得很好。偏置依赖的非对称样品，与顶部电极含有镍铁，然而，扭曲的二次型相比，一般假设。我们的测量揭示了大偏压下自旋力矩机制的复杂性。
2016-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Study of Spin-Torque Oscillator with Perpendicularly Magnetized Free Layer
通过求解Landau-Lifshitz-Gilbert方程，研究了由垂直磁化自由层和面内磁化钉扎层组成的自旋力矩振荡器（STO）的磁化动力学.通过分析自旋力矩做功与阻尼引起的能量耗散之间的能量平衡，导出了电流与STO振荡频率之间关系的解析式。我们还发现类场力矩打破了能量平衡，改变了振荡频率。
2013-07-29 cond-mat.mes-hall
Dominant spin Hall torque and negligible orbital Hall torque in α-W/ferromagnet heterostructures with artifacts-free angular momentum detectors
State Key Laboratory of Semiconductor Physics and Chip Technologies, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所半导体物理与芯片技术国家重点实验室）；Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学材料科学与光电工程技术研究中心）；College of Physics and Information Technology, Shaanxi Normal University（陕西师范大学物理学与信息技术学院）
本文使用无伪影角动量探测器（Cu/Ni/Cu和Cu/FeCoB/Cu）澄清了α-W中电流诱导转矩的物理起源，发现自旋轨道转矩始终为负且主要来自自旋霍尔效应，轨道霍尔转矩可忽略，表明轨道电流缺乏普适性。
2026-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical study of current-induced domain wall motion in magnetic nanotubes with azimuthal domains, including Œrsted field and spin-transfer torques
结合$1$ D解析模型和微磁学模拟，对具有方位磁化的无限长纳米管在电流作用下的磁畴壁行为进行了理论综述.我们强调的效果，除了自旋转移扭矩已经在很大程度上理解在平坦的带，出现具体的管状几何形状：\OErsted场和曲率引起的磁各向异性，从交换和材料生长。根据管的几何形状和方位各向异性的强度，布洛赫壁或内尔壁在静止时出现，导致两种运动状态，主要由自旋转移力矩或\OErsted场控制。我们确定在所有情况下的沃克击穿电流，并突出最合适的参数，以实现高畴壁速度。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall
Theoretical study of spin-torque oscillator coupled with a nano-magnet by dipole-dipole interaction
针对自旋力矩振荡器（STO）作为硬盘读头传感器的应用，采用宏自旋模型，对STO与纳米磁体通过偶极-偶极相互作用耦合的动力学行为进行了数值研究.我们发现，电流，这是需要诱导的STO的自由层（FL）的振荡，强烈地依赖于FL和纳米磁体之间的距离，以及它们之间的磁化的相对取向。为了确定STO的动力学，必须考虑偶极耦合纳米磁体的动力学。我们表明，我们可以检测到的纳米磁铁，或记录位的磁化方向，通过调制的振荡频率的STO。
2013-01-28 cond-mat.mes-hall
Large amplitude oscillation of magnetization in spin-torque oscillator stabilized by field-like torque
在考虑类场力矩的情况下，对具有垂直磁化自由层和面内磁化钉扎层的自旋力矩振荡器的振荡频率进行了理论研究。结果表明，类场力矩在寻找自旋力矩提供的能量和阻尼耗散之间的平衡中起着重要作用，从而导致稳定的进动。通过基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程的数值模拟，验证了理论的正确性.
2015-02-09 cond-mat.mes-hall
Theory of Spin Torque Assisted Thermal Switching of Single Free Layer
从理论上研究了单自由层的自旋矩辅助热开关。从速率方程出发，推导了扫描电流辅助磁化翻转的最可能和平均翻转电流的理论公式，发现翻转速率公式中的指数$b$的取值对磁随机存储器保持时间的估计有显著影响。基于Fokker-Planck方法，我们还证明了$b$的值应该是2，而不是以前的工作中所争论的1。
2012-04-05 cond-mat.mes-hall
Theoretically proposed controlled creation of Bloch-type skyrmions with spin-orbit torque in a chiral-ferromagnet/heavy-metal heterojunction
本文从理论上阐明传统磁性双层异质结构中自旋轨道矩产生斯格明子困难的原因，提出采用手性铁磁层承载Bloch型斯格明子的方案，并通过微磁学模拟证明垂直自旋流可可控产生Bloch型斯格明子，为斯格明子自旋电子器件提供新平台。
2025-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anatomy of spin wave driven magnetic texture motion via magnonic torques
自旋波与磁织构的相互作用反映了磁系统中快、慢动力学部分之间的信息交换。在这里，我们制定了一套磁转矩作用于背景的磁性纹理，通过提取的时间不变的信息，从快速旋进的自旋波。在磁振子矩框架下，我们利用理论公式和微磁学模拟研究了两种典型的自旋破缺情况下自旋波驱动的畴壁运动：由Dzyaloshinkiii-Moriya相互作用破缺的旋转对称性和由磁阻尼破缺的平移对称性.基于扭矩的微观分析提供了紧凑而定量的工具，重新解释自旋波引起的磁织构动力学，超越了传统的全球动量守恒的框架。
2022-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin-Torque Generation in Topological-Insulator-Based Heterostructures
利用拓扑绝缘体的异质结构表现出显著的自旋扭矩效率。然而，强扭矩的确切来源，特别是它是否源于拓扑表面态的自旋动量锁定，或者更确切地说，来自拓扑绝缘体的自旋霍尔物理仍然不清楚。在这里，我们探索了纯粹基于拓扑表面态的自旋扭矩产生机制。我们考虑拓扑绝缘体为基础的双层铁磁金属（TI/FM）和磁掺杂拓扑绝缘体（TI/mdTI），分别。通过将两种设置之间的关键理论差异归因于活性表面态的位置和数量，我们在拓扑表面态的非平衡自旋密度的自旋扩散的相同框架内描述了这两种设置。对于TI/FM双层，我们发现大的自旋扭矩效率大致相等的幅度为平面内和平面外的自旋扭矩。对于TI/mdTI双层，我们阐明了自旋转移类扭矩的主导地位。然而，我们无法解释数量级的增强报告。尽管如此，我们的模型给出了一个直观的图片的自旋扭矩产生的拓扑绝缘体为基础的双层，并提供了理论上的限制自旋扭矩产生由于拓扑表面状态。
2016-03-15 cond-mat.mes-hall
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
