Mutual synchronization of constriction-based spin Hall nano-oscillators in weak in-plane fields
研究了弱面内场（$μ_0H_\mathrm{IP}$ = 30-40 mT）作用下基于双纳米压缩的自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）的相互同步及其角度依赖性.我们比较SHNO与不同的纳米收缩间距为300和900 nm。在所有器件中，相互同步发生在某一临界角以下，该临界角对于300 nm间距比对于900 nm间距更高，反映了在较短距离处的较强耦合。除了同步，我们观察到一个强大的第二谐波一致的预测，同步可能介导的第二谐波自旋波的传播。然而，尽管布里渊光散射显微镜证实了同步，但它未能检测到任何相关的二次谐波增加。相反，微磁模拟将角相关同步解释为主要归因于相邻SHNO之间的磁偶极耦合。
2018-12-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Analytical modelling for the frequency behavior of two distinct modes in nano-constriction spin Hall nano-oscillator
本文提出一种考虑奥斯特场的解析模型，用于描述面内磁场下单个纳米约束型自旋霍尔纳米振荡器（NC-SHNO）的频率行为，将其按直流电流值划分为“类线性”和“子弹”两种模式，并通过180nm器件的实验数据验证了模型的有效性。
2025-02-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Exciton gas transport through nano-constrictions
间接激子是在空间分离的层中的电子和空穴的束缚态。二维间接激子可以在包含双量子阱或原子薄半导体的异质结构中光学地产生。我们从理论上研究了这种玻色子准粒子通过纳米压缩的传输。我们表明，量子输运现象，例如，电导量子化、单缝衍射、双缝干涉和Talbot效应在间接激子系统中是实验上可实现的。我们讨论了这些现象和它们在电子设备中的对应物之间的相似性和差异。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall
Extracting the current-phase-relation of a monolithic three-dimensional nano-constriction using a DC-current-tunable superconducting microwave cavity
本文提出一种单片集成3D纳米收缩结构的直流可调铌微波谐振腔，通过表征偏置电流对谐振特性的影响重构其电流-相位关系，并分析Kerr非线性，为微波电路中非线性元件的全面表征提供新方法。
2024-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Nanometric constrictions in superconducting coplanar waveguide resonators
我们报告了具有纳米尺度收缩的超导共面波导谐振器的设计、制造和表征。通过将中心线的尺寸减小到50 nm，射频电流被集中，并且其附近的磁场增加。该装置的特性仅略有修改的收缩，与谐振频率的变化低于1%和内部品质因数的相同数量级的原始的。这些器件可以实现对小磁性样品甚至单分子自旋的更高耦合，并在电路量子电动力学，量子计算和电子顺磁共振中具有应用。
2014-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Combined frequency and time domain measurements on injection-locked, constriction-based spin Hall nano-oscillators
利用布里渊光散射（BLS）和时间分辨磁光克尔效应（TR-MOKE）对注入锁定、基于压缩效应的自旋霍尔纳米振荡器进行了频域和时域研究。这是通过除了直流电之外还施加GHz范围内的交流电来实现的，直流电驱动收缩部中的自动振荡。在频域中，我们分析了锁定范围的宽度，强度的增加和线宽的减少作为所施加的直流电流的函数。然后，我们表明，注入锁定的自振荡允许其调查由TR-MOKE测量，频闪技术，依赖于相位稳定的激励，在这种情况下，由同步到微波电流。在不同的直流磁场扫描清楚地表明了自旋电流对克尔振幅的影响。二维TR-MOKE和BLS地图显示了强的本地化的自振荡内的收缩，独立的外部锁定。
2018-11-20 cond-mat.mes-hall
On the origin of magnetization auto-oscillations in constriction-based spin Hall nano-oscillators
我们使用微磁模拟映射出和比较，线性和自动振荡模式的收缩为基础的自旋霍尔纳米振荡器作为施加的磁场的函数，具有不同的幅度和面外角度。我们证明，对于所有可能的应用领域的配置的自振荡出现从本地化的线性模式的收缩。对于趋向于平面的场方向，这些模式是所谓的“边缘”类型，即，局限于收缩的相对侧。当磁化方向相反地接近膜法线时，模式转变为所谓的“体”型，即，定位在具有显著增加的进动体积的收缩部内部，这与磁荷从收缩部的侧面到顶表面和底表面的重新分布一致。在一般情况下，相应的自振荡的阈值电流增加与所施加的电场强度和减少与它的出平面角，符合的行为的内部字段和一个macrospin模型。然后通过考虑到系统的强非均匀性，通过平均场近似实现定量协议。Oe场和来自驱动电流的自旋转移力矩都增加了所观察到的模式的局部化并降低了频率。此外，反对称Oe场打破了横向对称性，有利于在两个收缩边缘之一的局部模式，特别是对于大的面外场角，其中阈值电流显着增加，边缘退磁被抑制。
2017-02-14 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional mutual synchronization in spin Hall nano-oscillator arrays
自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）利用纯自旋电流驱动磁性薄膜和纳米结构的局部区域进入自振荡进动。如果这些区域彼此靠近，它们可以相互作用，有时相互同步，成对或短线性链。在这里，我们展示了强大的相互同步的二维SHNO阵列范围从2 × 2到8 × 8纳米收缩，观察到的电气和使用微布里渊光散射显微镜。信号品质因数$Q=f/Δf$随着相互同步的纳米收缩（$N$）的数量线性增加，在最大的阵列中达到170，000。虽然微波峰值功率首先随着$N^2$而增加，但它最终趋于平稳，表明纳米收缩之间的非零相对相移。我们的演示将使SHNO阵列在二维振荡器网络中的使用，用于高质量的微波信号生成和神经形态计算。
2018-12-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Optical Nanoscopy of High-Tc Cuprate Nano-Constriction Devices Patterned by Helium Ion Beams
聚焦到亚纳米尺度的氦离子束（HIB）已经成为高分辨率成像以及纳米尺度光刻、离子铣削或沉积的强大工具。量化辐照效应对于可靠的器件制造是必不可少的，但大多数深度分布信息是由计算机模拟而不是实验提供的。在这里，我们使用原子力显微镜（AFM）结合扫描近场光学显微镜（SNOM）提供三维（3D）的介电特性的高温超导体设备制造的HIB。通过对红外介电响应成像，我们发现由标称0.5 nm HIB引起的非晶化延伸遍及铜氧化物膜的整个26.5 nm厚度，并且横向延伸约500 nm。这种意外广泛的结构和电子损坏可归因于内部设备界面大幅改变的氦气深度分布。我们的研究介绍了AFM-SNOM作为一种定量的纳米级断层扫描技术，用于各种各样的设备中的辐射损伤的非侵入性3D表征。
2017-03-06 cond-mat.mes-hall
Mapping out the spin-wave modes of constriction-based spin Hall nano-oscillators in weak in-plane fields
我们实验研究了NiFe/ $β-$ W压缩型自旋霍尔纳米振荡器在40-80 mT的低场范围内自振荡自旋波模随偏置电流、面内外加场强和方位场角的变化。我们观察到两种不同的自旋波模式：i）一个线性的模式局限于最小值的内场附近的边缘的纳米收缩，与弱的频率依赖于偏置电流和所施加的场角，和ii）第二，较低的频率模式，具有显着较高的阈值电流和更强的频率依赖于偏置电流和外场角。我们的微磁模型定性地再现了实验数据，并揭示了第二种模式是一个自旋波子弹和SHNO模式之间的两种模式跳跃，导致线宽大幅增加。与线性模式相反，子弹定位在收缩的中间，并随着偏置电流的增加而收缩。利用零场角下的本征倍频，我们可以在低至40 mT的磁场中达到9 GHz以上的频率，这对于低场自旋电子振荡器在微波信号产生和神经形态计算中的应用的发展是重要的。
2018-06-09 cond-mat.mes-hall
Phase noise analysis of mutually synchronized spin Hall nano-oscillators
本文研究了纳米缩颈自旋霍尔纳米振荡器相互同步链的相位噪声，发现长链在低频下噪声降低，但在高频下因工艺变异等因素噪声增加。
2023-03-31 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Robust mutual synchronization in long spin Hall nano-oscillator chains
本文研究了长自旋霍尔纳米振荡器链的互同步，制备了多达50个串联纳米收缩的振荡器链，实现了多达21个纳米收缩的鲁棒完全互同步，显著提升了信号质量和峰值功率，适用于片上GHz应用和神经形态计算。
2023-01-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin wave-driven variable-phase mutual synchronization in spin Hall nano-oscillators
本文实验结合微磁模拟，证明两个纳米收缩型 SHNO 可通过传播自旋波实现相位由驱动电流或磁场在 0 到 π 间调控的互同步。
2024-02-01 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Robust quantum point contact operation of narrow graphene constrictions patterned by AFM cleavage lithography
检测石墨烯纳米结构中的电导量子化比预期更具挑战性。到目前为止，通过石墨烯纳米收缩观察到的良好定义的电导平台仅在最高质量的悬浮或h-BN封装的器件中可获得。然而，在零磁场中达到低电导量子，即使使用这样的超高迁移率器件也是一项微妙的任务。在这里，我们展示了一种简单的基于AFM的纳米图案化技术，用于定义具有高精度（低至10 nm宽度）和降低的边缘粗糙度（+/- 1 nm）的石墨烯收缩。图案化过程是基于由AFM针尖沿其高对称性结晶方向对石墨烯的面内机械裂解。如所定义的，具有改进的边缘质量的窄石墨烯收缩实现了前所未有的稳健QPC操作，允许甚至在标准$SiO_2/Si$衬底上观察电导量子化，直到低电导量子。在$ne^2/h$处观察到电导平台，在不存在外部磁场的情况下由$2e^2/h$均匀间隔（对应于n = 3、5、7、9、11），而在8 T磁场中由$e^2/h$（n = 1、2、3、4、5、6）间隔。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall
Mutual synchronization of two asymmetric-nano-constriction-based spin-Hall nano-oscillators
本文提出非对称纳米收缩自旋霍尔纳米振荡器设计，利用微磁模拟实现两器件仅靠偶极场相互同步，发现同相与反相锁定及振幅相关性，为阵列与神经形态计算提供可扩展路径。
2025-09-15 cond-mat.mes-hall
Topological insulator constrictions -- Dirac particles in a magneto-chiral box
本文研究了收缩形拓扑绝缘体纳米线在同轴磁场下的磁输运特性，发现中心狭窄区域存在受 Landau 能级影响的盒中 Dirac 粒子态，并指出该结构在超出线性响应时表现出强磁手性非互易输运。
2025-01-29 cond-mat.mes-hall
Disorder induced Coulomb gaps in graphene constrictions with different aspect ratios
我们目前的电子输运测量光刻定义和蚀刻的石墨烯纳米收缩具有不同的纵横比，包括不同的长度（L）和宽度（W）。在电荷中性点附近可以观察到一个与长度无关的无序诱导的有效能隙。该能隙与宽度成反比，即使在收缩部的长度小于其宽度（L<W）的情况下也是如此。在很短的收缩，我们观察到由于本地化的状态或带电的岛屿和一个整体电导水平（0.1- 1 E2/h），这是强烈的长度依赖于间隙区域的共振。这使得非常短的石墨烯收缩对于高度透明的石墨烯隧穿势垒是有趣的。
2011-02-15 cond-mat.mes-hall
Fabry-Pérot resonant vortices and magnetoconductance in topological insulator constrictions with magnetic barriers
二维时间反演拓扑绝缘体的边缘态由于没有背散射而在宽带上支持完美的螺旋电导。在这里，我们研究的拓扑绝缘体纳米带的输运性质的变化，通过引入收缩沿带。这种设置允许边缘状态杂交，导致收缩末端的反射。我们发现，沿着一个边缘运行的电子状态可以沿着相对的边缘反射回来多次，从而在具有明确定义的电导峰的收缩内产生法布里-珀罗共振涡旋。我们表明，磁势垒允许一个操纵这些峰，并获得显着的变化，系统自旋分辨的磁导。
2021-05-14 cond-mat.mes-hall
Self-breaking in planar few-atom Au constrictions for nm-spaced electrodes
我们目前的结果电迁移金纳米结附近的电导量子$77.5 μ$ S断裂。在室温下，我们发现，电线，最初缩小了一个主动控制的电迁移技术下降到几个电导量子，继续缩小后，删除所施加的电压。当移动的金原子不断地重新配置收缩部分时，分离的电极形成了。我们发现，从超过300个样品的结果，没有证据表明金团簇形成在没有施加电压的情况下，结打破，这意味着金团簇可以避免使用这种自断裂技术。
2007-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From Graphene constrictions to single carbon chains
我们提出了一个原子分辨率的观察和分析的石墨烯收缩和带与亚纳米宽度。石墨烯膜研究成像侧球面像差校正的透射电子显微镜在80千伏。由于辐射损伤，在蜂窝状结构中形成孔。随着空穴的增长，两个空穴相互靠近，位于它们之间的六边形结构就会变窄。当石墨烯带的宽度缩小到1纳米以下时，就会发生从六边形结构的转变和偏离。一些重建，涉及更多的五边形和七边形比六边形，原来是惊人的稳定。最后，观察到石墨烯接触之间的单碳原子链桥。动态以原子分辨率实时观察，具有足够的灵敏度来检测在足够长的时间内保持稳定的每个碳原子。碳链出现可重复的，并在各种配置从石墨烯桥，吸附物之间，或在开放的边缘，似乎代表一个最稳定的配置，一个少原子的碳系统容纳在存在连续的能量输入从电子束。
2009-05-19 cond-mat.mes-hall
A Spin Hall Ising Machine
伊辛机（Ising Machines，IM）是一种物理系统，通过其二进制自旋的耦合强度来找到映射到IM上的组合优化（CO）问题的解决方案。使用内在动力学和不同的退火方案，IM随着时间的推移松弛到其最低能量状态，这是CO问题的解决方案。IM已经在量子、光学和电子硬件中实现。一种有前途的方法使用相互作用的非线性振荡器，其相位已经通过注入锁定在其固有频率的两倍处被二进制化。在这里，我们展示了这样的振荡器IM使用纳米收缩自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）阵列。我们展示了如何SHNO阵列可以很容易地相位二进制化，以及由此产生的微波功率对应于定义良好的全球相位状态。为了区分简并态，我们使用相位分辨布里渊光散射（BLS）显微镜直接观察每个纳米收缩的各个相位。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Ultra-large mutually synchronized networks of 10 nm spin Hall nano-oscillators
本研究利用 W-Ta/CoFeB/MgO 三层膜中的超窄纳米收缩，将互同步 SHNO 网络规模提升至 105,000 个，创下微波功率与品质因数新纪录，并阐明了频率可调性的阵列尺寸依赖机制。
2025-01-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Damping's effect on the magnetodynamics of spin Hall nano-oscillators
研究了自旋波阻尼（$α$）对基于纳米收缩的自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）自振荡特性的影响. SHNO基于与5 nm Py $_{100-x-y}$ Pt $_{x}$ Ag $_{y}$磁性层接合的5 nm Pt层，其中Pt和Ag含量共同变化以保持饱和磁化强度恒定（在10%内），而$α$变化接近三倍。我们系统地研究了吉尔伯特阻尼对这些SHNO的磁动力学的影响，通过电微波测量。在恒定磁场条件下，阈值电流与磁层阻尼成正比。阈值电流随场的变化呈现抛物线状，这是自激振荡模式空间分布演化的结果。在低磁场中，高阻尼材料的信号线宽较小，尽管对于具有最小阻尼的合金测量到最低观测线宽。
2018-02-15 cond-mat.mes-hall
Electrical switching and interferometry of massive Dirac particles in topological insulators constrictions
我们研究了四端器件中拓扑绝缘体纳米收缩中电荷和自旋输运的电开关。边缘沟道的切换是由在收缩中重叠的边缘状态之间的耦合和由接触处的隧穿效应引起的，因此可以通过调谐分裂栅上的施加电压或通过几何蚀刻来操纵。开关机制可以方便地通过电子干涉测量法进行研究，包括测量不同配置的侧栅中的电流，而外部引线施加的偏压可以被调谐以获得纯电荷或纯自旋电流（电荷和自旋偏置配置）。量子限制效应、量子尺寸效应和能隙的相关特征在器件的法布里-珀罗物理中是明显的，从而允许电荷和自旋电流的完全表征。提出的电开关行为提供了一个有效的工具，以可控的方式操纵拓扑边缘状态传输。
2013-08-09 cond-mat.mes-hall
Statistical analysis of the transmission based on the DMPK equation: An application to Pb nano-contacts
最近，在机械可控的断开结实验中，已经估计了Pb纳米接触的传输本征值的密度。出于这些实验分析的动机，在这里，我们研究的传输本征值的密度与无序的强度和通道的数量支持的弹道收缩的量子点接触的Dorokhov-Mello-Pereyra-Kumar方程的框架中的演化。我们发现，传输密度迅速演变成在扩散金属制度的收缩通道数$N_c$的密度。因此，几个$N_c$通道的透射密度分布接近于金属极限中的已知双峰密度分布。这与Pb纳米接触的实验结果一致。对于两个分析的情况下，我们表明，实验密度被认为是很好地描述了相应的理论结果。
2008-04-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Controlled nonlinear magnetic damping in spin-Hall nano-devices
由于不可避免地出现非线性，大幅度磁化动力学比低幅度线性机制复杂得多。非线性阻尼增强是磁纳米器件的基本非线性现象之一，它对磁纳米器件的工作和效率产生了严格的限制。特别地，非线性阻尼防止由自旋电流注入到空间延伸的磁性区域中驱动的相干磁化自振荡的激发。在这里，我们建议和实验证明，非线性阻尼可以控制的椭圆磁化进动。通过平衡各向异性的不同贡献，我们最大限度地减少椭圆率，并实现空间扩展的自旋电流注入到微观磁盘驱动的相干磁化振荡。我们的研究结果提供了一个新的途径，实现有效的主动自旋电子和磁振子器件驱动的自旋电流。
2019-10-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Maxwell-Hall access resistance in graphene nanopores
由于从本体到收缩部（例如纳米孔）的会聚而产生的阻力是运输现象的主要部分。在经典的电传导中，麦克斯韦和后来的霍尔对于离子传导，预测这种进入或收敛电阻与体积尺寸无关，并且与孔半径$a$成反比，对于完美的圆形孔。然而，更一般地，这种阻力是上下文的，它取决于官能团/电荷和波动的存在，以及（有效）收缩几何形状/尺寸。解决上下文一般需要全原子模拟，但这需要巨大的资源，由于代数衰减收敛的性质。我们开发了一个有限尺寸标度分析，让人想起的治疗的关键现象，这使得在这样的模拟中的收敛阻力。该分析表明，模拟单元存在“黄金纵横比”，其产生具有有限系统的无限系统结果。我们采用这种方法来解决石墨烯纳米孔电阻的半径依赖性的实验和理论差异。
2018-02-14 cond-mat.mes-hall
Electrostatic control of quantum phases in KTaO3-based planar constrictions
本研究通过KTaO3基超导异质结构中的平面收缩结构，利用高介电常数实现静电调控，展示了临界电流、BKT转变温度及库仑阻塞的调控，为超导器件与物理研究提供可扩展平台。
2025-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamical depinning of chiral domain walls
畴壁去钉扎场表示移动畴壁所需的最小磁场，通常由样品的无序或图案化收缩钉扎。传统上，这种场被认为与吉尔伯特阻尼无关，因为它被假设为塞曼能量等于钉扎能垒的场（两者都与阻尼无关）。在这里，我们数值分析的域壁退钉场的吉尔伯特阻尼的函数在一个系统中的垂直磁各向异性和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。与预期相反，我们发现，脱钉场依赖于吉尔伯特阻尼，它强烈地降低小阻尼参数。我们解释了这种依赖与一个简单的一维模型，我们表明，减少的脱钉场是有关的内部域壁动力学，成比例的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，和有限大小的钉扎障碍。
2017-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling Spin-Waves by Inhomogeneous Spin-Transfer Torques
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；University of Antwerp（安特卫普大学）；Utrecht University（乌得勒支大学）；Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）
通过工程非均匀自旋转移扭矩实现自旋波相位调制，为磁音干涉计和凝聚态系统中的类引力实验提供新平台。
2025-12-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Giant resonant nonlinear damping in nanoscale ferromagnets
磁阻尼是基于磁性纳米颗粒的新兴技术的关键指标，例如自旋扭矩存储器和高分辨率生物磁成像。尽管它的重要性，在纳米级铁磁体的磁耗散的理解仍然难以捉摸，阻尼往往被视为一个现象学常数。在这里，我们报告的发现，一个巨大的频率依赖性的非线性阻尼，强烈地改变了纳米铁磁体的自旋扭矩和微波磁场的响应。这种新颖的阻尼机制起源于三磁振子散射，该散射通过磁振子在纳米磁体中的几何限制而强烈增强。我们发现，巨大的非线性阻尼可以反转自旋扭矩的影响，导致一个令人惊讶的电流引起的增强阻尼的antidamping扭矩的纳米磁体。我们的工作推进了对纳米铁磁体和自旋扭矩器件中磁动力学的理解。
2018-03-29 cond-mat.mes-hall
Magnetic damping of a carbon nanotube NEMS resonator
在低温下表征了悬挂的、双夹持的单壁碳纳米管。我们观察到嵌入的量子点的直流电流谱的特定开关效应。这些先前已被确定为系统的纳米机电自激，其中来自单电子隧穿的正反馈驱动机械运动。磁场通过提供额外的阻尼机制来抑制这种效应。这是由涡流阻尼建模，并通过测量的射频驱动的纳米机电谐振器在一个不断增加的磁场的谐振品质因数确认。
2012-06-14 cond-mat.mes-hall
Spin-Noise and Damping in Individual Metallic Ferromagnetic Nanoparticles
我们介绍了一个高度敏感和相对简单的技术来观察单个镍纳米粒子的磁化运动，在毫开尔文温度下的电子隧穿电荷传感的基础上。通过纳米粒子的顺序电子隧穿驱动非平衡磁化动力学，这引起了我们实时测量的有效电荷噪声。在自由自旋扩散区，电子和磁化强度处于细致平衡状态，我们观察到磁阻尼时间随磁场的变化呈现出一个峰值，其最长阻尼时间为$\simeq 10$ ~ ms。
2017-11-14 cond-mat.mes-hall
Damping of a nanocantilever by paramagnetic spins
我们计算阻尼的机械振荡的悬臂，其中包含翻转顺磁自旋。这种阻尼是由总角动量，自旋+机械的动力学决定的。根据可测参数导出了阻尼率的严格表达式。自旋对悬臂的品质因数的影响在具有原子和/或核起源的大浓度顺磁自旋的小长度悬臂中可能是显著的。
2014-02-10 cond-mat.mes-hall
Mode- and size-dependent Landau-Lifshitz damping in magnetic nanostructures: Evidence for non-local damping
我们证明了纳米磁体的尺寸和特定的自旋波模式，可以解释层内横向自旋泵理论的有效阻尼的强烈依赖性。有效的Landau-Lifshitz阻尼是在小至100 nm的单个隔离纳米磁体中光学测量的。测量是通过使用一种新的外差磁光微波显微镜前所未有的灵敏度。实验数据揭示了多个驻波自旋波模式，我们确定通过使用微磁建模具有本地化或离域字符，一般描述为结束和中心模式。这两种模式的阻尼参数取决于纳米磁体的尺寸以及被激发的特定自旋波模式，其值相对于延伸膜的测量值提高了多达40%。与基于光刻引起的边缘损伤的特设考虑的预期相反，端模的阻尼随着纳米磁体的尺寸减小而减小。的数据与理论一致的阻尼所造成的层内横向自旋电流的流动驱动的磁化曲率。这些结果对纳米级自旋电子器件如自旋扭矩转移磁性随机存取存储器的性能具有重要意义。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall
Theoretical Considerations About the Generation and Properties of Narrow Electron Flows in Solid State Structures
提出并证明了一种用于评价由纳米收缩产生的电子束的角宽度的方法。该方法是基于分析的窄宽度的电子流，量子化成模式内的约束收缩，这是在绝热近似中描述的，演变成一个自由传播的电子状态后退出收缩。我们开发的方法使我们能够找到最适合产生极窄电子束的收缩的参数和形状。在收缩的情况下，其特点是线性加宽形状的注入问题的渐近精确的解决方案被发现。该解决方案验证了半定量的结果有关的角度特性的束，它打开的方式来确定的电子在束中的分布函数。得到了束流中电子密度的角分布与缩颈内电子的量子态之间的关系。这种窄的电子束可以用于电子系统的研究以及电子和自旋电子器件中的数据处理。
2004-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Temperature Dependent Non-linear Damping in Palladium Nano-mechanical Resonators
纳米制造技术的进步使得在纳米机械系统中观察线性范围之外的阻尼现象成为可能。在这项工作中，我们报告了钯纳米机械谐振器的立方非线性阻尼。纳米尺度的钯梁暴露于$H_2$气氛变得更软，并显示增强的Duffing非线性以及在超低温下的非线性阻尼。在$\sim 110\: mK$的最低温度下阻尼最高，当升温至$\sim 1\textrm{ }K$时阻尼降低。我们首次在实验上证明了在低于1K的纳米机械系统中存在温度依赖的非线性阻尼。这是一致的预测两个声子介导的非线性Akhiezer方案弹道声子的平均自由程可比的光束厚度。这为在低温下设计非线性现象开辟了新的可能性。
2020-09-17 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Resonant Nonlinear Damping of Quantized Spin Waves in Ferromagnetic Nanowires
我们利用自旋矩铁磁共振测量坡莫合金纳米线中偶极交换自旋波的光谱特性。我们的测量结果表明，几何约束的纳米线几何结构中的自旋波的阻尼有深远的影响。最低能量量子化自旋波模式的阻尼参数以共振方式取决于所施加的磁场，并且在随着纳米线宽度减小而增大的磁场处呈现最大值。这种阻尼的增强源于非线性共振三磁振子汇流过程，其允许在由纳米线几何形状中的自旋波谱的量化确定的特定偏置场值下进行。
2009-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate defined zero- and one-dimensional confinement in bilayer graphene
我们报道了基于双层石墨烯夹在六方氮化硼底部和顶部栅极之间的纳米级器件的制造和测量。对顶栅进行图案化，使得可以通过向栅施加适当的电压来静电感应收缩和岛。从低温下收缩处的电导量子化可以明显看出器件的高质量。这些岛显示出明显的库仑阻塞和单电子输运。
2012-05-25 cond-mat.mes-hall
Frequency Stability of Spin-Hall Nano-Oscillators with Realistic Grain Structure
纳米收缩自旋霍尔纳米振荡器（NC-SHNOs）是微波自旋电子学器件中最有前途的替代器件之一。它们可以提供高度相干和广泛可调谐的微波信号，并且可以在低温下制造，这使得它们与后端CMOS工艺兼容。对于其应用，每个器件的频率稳定性是至关重要的，特别是对于振荡器阵列的同步。在这项工作中，我们专注于一个现实的晶粒结构上的SHNO频率稳定性的影响，使用测量以及微磁模拟。铁磁金属薄膜中的晶粒可以影响SHNO的输出特性，因为在晶界处的交换耦合被局部地降低。这项工作提供了一种新的微磁模拟方法，从设备到设备的频率不稳定性或变化的系统调查。在实验上，发现了~270 MHz的器件到器件频率变化，并且在一些极端情况下，在高电流操作范围内观察到双模振荡。在模拟中再现了这种振荡行为，其中包含晶粒导致约100 MHz的频率变化和某些特定配置的双模振荡。双模与位于纳米收缩边缘的两个振荡区域的部分解耦或非相干操作一致。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall
Thermoelastic Damping in Micro- and Nano-Mechanical Systems
热弹性阻尼作为一个基本的耗散机制，小规模的机械谐振器的重要性进行评估，在最近的努力，设计高Q微米和纳米尺度的机电系统（MEMS和NEMS）。本文利用线性热弹性力学方程，给出了薄梁小弯曲振动热弹性阻尼的简单推导。结果表明，齐纳的著名的近似与一个单一的热弛豫时间的洛伦兹略有偏离的确切表达式。
1999-09-17 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
Spin-Torque Ferromagnetic Resonance Measurements of Damping in Nanomagnets
利用微波频率自旋转移矩驱动的铁磁共振，在室温下测量了薄膜CoFeB和坡莫合金（Py）纳米磁体的磁阻尼参数α。我们得到的$α_{CoFeB} = 0.014 \pm 0.003$和$α_{Py}=0.010 \pm 0.002$，扩展薄膜的测量值相当，但显着小于以前确定的有效阻尼类似的纳米磁体适合大角度磁激发和磁反转的时域研究。大振幅纳米磁体动力学的较大阻尼归因于非均匀磁模式的非线性激励。
2007-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Josephson Junctions defined by a Nano-Plough
我们用扫描探针显微镜犁削沉积的铝膜来定义超导收缩。显微镜尖端通过电子束沉积进行修改，以形成具有金刚石般硬度的纳米犁，从而可以定义高度透明的约瑟夫森结。此外，制作了一个直流SQUID来验证结的适当功能。该器件易于集成在介观器件中作为局部辐射源，并可用作可调谐片上毫米波源。
1998-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic Skyrmion Transport in a Nanotrack With Spatially Varying Damping and Non-adiabatic Torque
未来任何基于Skyrmion的信息处理设备都需要磁性Skyrmion的可靠传输。在这里，我们提出了一个微磁学研究的平面内电流驱动运动的skyrmion在铁磁纳米轨道空间正弦变化的吉尔伯特阻尼和/或非绝热自旋转移力矩系数。研究发现，由于纳米轨道中的吉尔伯特阻尼和非绝热自旋转移力矩的空间变化，skyrmion以正弦模式运动，这可以防止skyrmion霍尔效应对skyrmion的破坏.研究结果为Skyrmion自旋电子学应用中Skyrmion输运通道的设计和开发提供了指导。
2016-12-15 cond-mat.mes-hall
Damping of a nanomechanical oscillator strongly coupled to a quantum dot
我们目前的理论和实验结果的原子力显微镜悬臂梁的机械阻尼强耦合到一个自组装的InAs量子点。当悬臂梁的振动幅度较大时，其运动主导了点的电荷动力学，这反过来又导致悬臂梁的非线性、振幅依赖性阻尼。我们观察到高度不对称的库仑阻塞峰的阻尼，反映了点上的能级的简并性，与我们的强耦合理论非常一致的线形。此外，我们预测，激发态光谱是可能的，通过研究阻尼与振荡幅度，在类比的交流栅极电压的幅度变化。
2009-10-02 cond-mat.mes-hall
Superfluid $^4$He as a rigorous test bench for different damping models in nanoelectromechanical resonators
我们已经使用纳米机电谐振器探测超流$^4$他在不同的温度制度，跨越四个数量级的阻尼。这些制度的特点是由机制，提供了主导贡献的阻尼和共振频率的偏移：隧道两个级别的系统在最低的温度，弹道声子和rotons在几百mK，和层流阻力在两个流体制度低于超流转变温度以及在正常的流体。将纳米机电谐振器浸没在流体中显著增加了它们的有效质量，降低了它们的谐振频率。无耗散超流提供了一种独特的可能性，可以在原位显着改变机械谐振频率，从而可以对机械谐振器中的不同阻尼模型进行严格测试。我们应用这种方法来表征隧穿两个层次的系统损耗和磁动阻尼的设备。
2022-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of propagating spin waves in a spin-Hall nano-oscillator
University of Cambridge（剑桥大学）；University of Gothenburg（哥德堡大学）；Max-Planck-Institut für Festkörperforschung（马克斯·普朗克固体研究所）；Indian Institute of Technology Bhubaneswar（布巴内斯瓦尔印度理工学院）；Tohoku University（东北大学）；Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme（马克斯·普朗克智能系统研究所）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）
本研究通过时间分辨扫描透射X射线显微镜直接观测了spin-Hall纳米振荡器中自旋波的传播，揭示了磁化动态的各向异性及晶粒边界与DMI的作用，同时指出CoFeB/MgO界面可能更易受X射线影响。
2026-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reconstruction-Induced $φ_0$ Josephson Effect in Quantum Spin Hall Constrictions
该研究理论分析了二维拓扑绝缘体边缘耦合重构拓扑通道构成的约瑟夫森结，发现无需外磁场的稳定$φ_0$约瑟夫森效应，揭示反常电流随温度升高的特性并基于费米黄金定理解释其温度依赖。
2023-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Charge-carrier-induced frequency renormalization, damping and heating of vibrational modes in nanoscale junctions
在纳米结中，载流子与局部振动之间的相互作用导致振动模式的重整化、阻尼和加热。在这里，我们制定了一个非平衡格林函数为基础的理论来描述这种影响。研究一个通用的结模型与非共振电子水平，我们发现一个强的偏置依赖的频率重整化和振动阻尼伴随着显着的非线性振动加热与中间值的耦合到引线的交界处。结合我们的理论和从头计算，我们进一步表明，在OPV 3结中实验观察到的拉曼位移和线宽的偏压依赖性[D. Ward等人，Nature Nano. 6，33（2011）]可以通过动态载体筛选和分子充电的组合来解释。
2013-11-21 cond-mat.mes-hall
Nanoscale Fourier-transform MRI
我们报告了一种纳米级脉冲核磁共振成像和光谱学的方法。周期性射频脉冲用于在固体有机样品的统计极化中产生时间相关性。通过施加一系列强磁场梯度脉冲对自旋密度进行空间编码，所述强磁场梯度脉冲是通过将电流聚焦通过纳米尺度的金属收缩而产生的。我们演示了这种技术，使用硅纳米线机械振荡器作为磁共振传感器图像1H自旋在聚苯乙烯样品。我们得到一个二维投影的样品质子密度与约10 nm的分辨率。
2013-05-24 cond-mat.mes-hall
Epitaxial patterning of nanometer-thick Y3Fe5O12 films with low magnetic damping
具有极低磁阻尼的磁性绝缘体如钇铁石榴石Y3Fe5O12由于其低能量耗散和有效的自旋电流产生和传输而为低功率自旋轨道电子器件打开了大门。我们证明了可靠和有效的外延生长和纳米图案化的Y3Fe5O12薄膜为基础的纳米结构的绝缘Gd3Ga5O12衬底。特别地，我们的制造工艺与常规溅射和剥离兼容，并且不需要可能对氧化物薄膜有害的侵蚀性离子研磨。结构和磁性能表明良好的品质，特别是膜和图案化结构两者的低磁阻尼。动态磁性能的纳米结构的横向尺寸的函数进行了系统的研究。通过与铁磁纳米线结构的比较，通过实验和模拟确定了除了主模式之外的明显的边缘模式，其还表现出在改变线的宽度时与主模式的交叉。动态模式的非线性演化的纳米结构尺寸突出了尺寸限制的重要作用，其材料性能的磁性器件，其中Y3Fe5O12纳米结构作为关键的功能组件。
2015-12-01 cond-mat.mes-hall
Time-Resolved Spin Torque Switching and Enhanced Damping in Py/Cu/Py Spin-Valve Nanopillars
我们报告了在温度T = 4.2 K到160 K的Py/Cu/Py椭圆纳米柱中电流诱导的自由磁性层反转的时间分辨测量。比较数据的Landau-Lifshitz-Gilbert宏观自旋模拟的自由层开关产生的自旋力矩和吉尔伯特阻尼参数的数值作为T的函数。阻尼是强烈的T依赖性，我们归因于反铁磁钉扎行为的薄坡莫合金氧化物层周围的自由层的周长。这种外来的反铁磁钉扎层可以对自旋扭矩现象产生重大影响。
2005-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vibrations and damping of the eigenmodes of viscoelastic nanospheres with thermal conductivity
本文推导了粘弹性纳米球在阻尼下本征频率和位移的解析表达式，发现呼吸和扭转模阻尼单调，球状模非单调，并分析了热力学极限及频率位移。
2024-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
