Photo-induced magnetization enhancement in two-dimensional weakly anisotropic Heisenberg magnets
通过比较简单分层系统中的光致磁化动力学,我们展示了光致磁各向异性的修改如何直接增强磁化强度。观察到(CH_3NH_3)_2CuCl_4中的自旋旋进在临界温度TC处由光脉冲引发的振幅增加。这种现象与临界温度对轴向磁各向异性的依赖性有关。目前的结果强调的可能性和各向异性的光学修改的重要性,打开新的路径走向超快存储器的磁化状态的控制。
2014-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast magnetization enhancement and spin current injection in magnetic multilayers by exciting the nonmagnetic metal
本文通过超扩散自旋输运理论系统研究Au/FM多层膜中自旋注入行为,发现热电子界面反射率决定超快去磁或增强,并提出优化多层结构以增强自旋电流极化,用于超快自旋电子学器件。
2023-08-01 cond-mat.mes-hall
Tunable Enhancement of Magnetization Dynamics by Crystal Cut at Interface Exchange Coupled $α$-Fe$_2$O$_3$/NiFe Heterostructures
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau(莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道校区);Johannes Gutenberg-University Mainz(约翰内斯·古腾堡美因茨大学)
研究通过精确控制温度、磁场和晶体取向调节异质结构中磁阻尼共振频率的机制,揭示了界面耦合对磁振荡频率的影响,理论模型验证了Néel矢量与磁化方向相对取向对耦合强度的依赖性。
2025-04-08 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric figure of merit enhancement in dissipative superlattice structures
利用非相干量子输运理论,我们研究了线性工作状态下耗散超晶格结构的热电性能。使用{ \it{dissipative} }非平衡格林函数形式主义耦合自洽与泊松方程,我们报告了一个增强的品质因数$zT$在多势垒器件设计。建议的增强,我们表明,是通过非相干传输触发的电子热导急剧减少的结果。我们表明,最大的$zT$值为18可以通过列入非相干弹性散射过程实现。塞贝克系数也有合理的增强,最大值为$1000~μV/K$,这归因于非相干输运引起的电子滤波的增强。明显的是,随着超晶格长度的增加,热传导急剧降低,尽管功率因数显示出整体退化。虽然已知界面的存在会杀死声子热传导,但我们的分析表明,超晶格结构中的非相干过程也可以有效地杀死电子热传导。我们相信,这里提出的分析可以设置一个阶段,以更好地了解异质结构热电器件的电子工程中的非相干散射和相干量子过程之间的相互作用。
2020-06-28 cond-mat.mes-hall
All electrical coherent control of the magnetization in thin Yittrium Iron Garnet film
我们证明了相干控制的时域铁磁共振的所有电激励和检测。利用两个具有可变时间延迟的超短磁场阶跃来控制钇铁石榴石(YIG)中的感应衰减。通过在两个步骤之间设置适当的延迟时间,可以增强或完全停止磁化的进动。该方法允许在几个旋进周期内确定旋进频率,并且具有比使用快速傅立叶变换可以实现的精度高得多的精度。此外,它持有的承诺,以大规模增加进动幅度的脉冲感应微波磁强计(PIMM)使用低振幅有限脉冲序列。我们的实验得到了微磁模拟的支持,很好地证实了实验结果。
2015-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Coherent microwave generation by spintronic feedback oscillator
自旋角动量从自旋极化电流到纳米磁体的转移提供了控制纳米磁体中的磁化方向的有效手段。这种自旋力矩的一个独特结果是,通过施加直流偏置电流和磁场的组合,可以引起磁化的自发振荡。在这里,我们通过实验证明了一种不同的效果,它可以驱动纳米磁体自发振荡,而不需要外部自旋扭矩注入。为了证明这种效果,我们使用的磁性隧道结(MTJ)的直流电流供电,并连接到一个共面波导(CPW)躺在上面的MTJ的自由层的纳米柱。自由层磁化的任何波动经由隧穿磁阻效应被转换成振荡电压,并且由CPW通过电感耦合反馈到MTJ。作为该反馈的结果,自由层的磁化可以被驱动成连续的旋进。MTJ和CPW的组合的行为类似于激光系统,并且输出具有超过10,000的品质因数的稳定RF功率。
2016-08-12 cond-mat.mes-hall
Enhancement of coherent light amplification using Anderson localization
讨论了安德森局域化与相干放大/吸收之间的相互作用以及无序介质中激光激活(放大)的无镜激光器的几个方面。本文计算了不同长度、不同无序强度和不同“放大”/“吸收”参数的一维无序介质对相干放大/吸收光波的反射系数和相位的统计特性。讨论了用复势模拟相干放大/吸收的问题。我们已经展示了一种替代的方法来模拟相干吸收。讨论了相干放大/吸收无序介质的几个概念和物理问题。
1998-07-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Ultrafast Magnetization Dynamics in Diluted Magnetic Semiconductors
我们提出了一个动力学模型,成功地解释了所观察到的弱激光激发后,在稀磁半导体量子阱的磁化强度的时间演化。基于赝费米子形式和精确p-d交换作用的二阶多粒子展开,我们的方法超越了通常的平均场近似。它包括亚皮秒退磁动力学和较慢的弛豫过程,在纳秒的时间尺度恢复初始铁磁秩序。与实验结果一致,我们的数值模拟表明,根据初始晶格温度的值,随后的增强的总磁化强度可以观察到在几百皮秒的时间尺度内。
2009-01-28 cond-mat.mes-hall
1,000-Fold Enhancement of Light-Induced Magnetism in Plasmonic Au Nanoparticles
磁的超快光学控制策略几十年来一直是激烈研究的主题,因为磁存储器,自旋电子学和量子计算等技术的潜在影响,以及在光学隔离和非互易性等应用中的非线性光学控制和调制的机会。在这里,我们报告的第一个实验量化的等离子体金纳米粒子由于逆法拉第效应(IFE)的光致磁化。发现纳米颗粒中的感应磁矩比在块状Au中观察到的大约1,000倍,并且比来自优化的磁性纳米颗粒胶体(例如磁铁矿)的磁矩大约20倍。此外,磁化和退磁动力学是瞬时的亚皮秒的时间分辨率内,我们的研究,支持相干转移的角动量从圆极化激发的电子气的轨道角动量的机制。
2019-04-25 cond-mat.mes-hall
Picosecond Spin-Orbit Torque Induced Coherent Magnetization Switching in a Ferromagnet
本研究通过避免磁畴成核过程并相干驱动磁化,实验实现了无孵化延迟的皮秒级超快自旋轨道力矩诱导铁磁体翻转,完全翻转仅需约250 ps,为大幅提升SOT-MRAM器件写入速度提供了潜在途径。
2022-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent radiation by magnets with exchange interactions
由于粒子通过交换力的相互作用,一大类材料获得磁性。这些可以是组成系统本身的原子和分子,就像许多磁性物质一样。或者这些可能是不同的缺陷,如石墨烯、石墨、碳纳米管和相关材料的情况。提出了描述磁性系统中快速磁化反转的理论,其磁性是由交换相互作用引起的。该效应基于磁性样品与产生反馈磁场的电路的耦合。这种方法在自旋电子学中有着广泛的应用。磁化反转可以是自组织的,产生自旋超辐射。一部分辐射被谐振器磁线圈吸收。但是辐射的主要部分也可以通过线圈侧发射。
2015-07-16 cond-mat.mes-hall
Spin pumping and magnetization dynamics in metallic multilayers
我们研究了铁磁薄膜和小铁磁颗粒与顺磁导体接触时的磁化动力学。移动的磁化矢量导致\textquotedblleft将自旋的\textquotedblright泵送到相邻的双金属层中。这种自旋转移影响的磁化动力学类似的Landau-Lifshitz-Gilbert现象。附加的吉尔伯特阻尼对于小的铁磁体是显著的,当双金属层有效地弛豫注入的自旋时,但是当正常金属中的自旋积累对抗自旋泵送时,效果减小。阻尼增强是由(反过来,可以用来测量)的混合电导或自旋扭矩参数的铁磁体-正常金属界面。我们的理论研究结果证实了协议与最近的实验在各种多层系统。
2002-12-05 cond-mat.mes-hall
Nonresonant amplification of coherent spin waves through voltage-induced interface magnetoelectric effect and spin-transfer torque
我们提出了一种新的机制,通过使用动态电荷介导的磁电效应的自旋波振幅的操纵由铁磁双层分离的电介质薄膜电容器组成的多层膜。振荡自旋波可以被放大和衰减的上升和下降的斜率的振荡电压,分别局部施加到样品。产生自旋累积的方式使得自旋转移力矩与磁化动力学的相互作用具有模式选择性并且被限制到自旋波频率的某个范围,这与已知类型的自旋转移力矩效应相反。自旋相关屏蔽的界面性质允许将固定磁化层的厚度减少到几纳米,因此所提出的效应显着有助于磁振子器件的实现以及自旋电子器件的小型化。
2020-01-21 cond-mat.mes-hall
Resonant current-in-plane spin-torque diode effect in magnet$-$normal metal bilayers
Freie Universität Berlin(柏林自由大学)
研究通过磁电电路方法揭示了在磁铁-正常金属双层中,共振频率下平面电流自旋扭矩二极管效应的机制及应用
2025-10-08 cond-mat.mes-hall
Three-wave mixing with three incoming waves: Signal-Idler Coherent Cancellation and Gain Enhancement in a Parametric Amplifier
光学和超导微波电路中的相干、纯色散三波混频系统可以作为参量放大器操作,从一个频率的泵浦波放大信号和较低频率的闲频波产生。在这里,我们演示了使用约瑟夫森放大器的互易过程中,相干施加的信号和空闲光束上转换到泵浦频率。对于信号和闲频光束足够强,显着耗尽泵,我们表明,这种相互作用的过程(“相干抵消”)导致大,相敏调制,甚至增强放大器增益,与理论预测吻合得很好。
2013-01-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Coherent elastic excitation of spin waves
我们模拟了非磁性换能器(N)将弹性波注入铁磁薄膜(F)的过程。我们比较的配置中,磁化是正常的,平行于波的传播。前者缺乏轴对称性,导致了倏逝界面态的出现。我们计算了N $|$ F界面的能流传输和铁磁体中的声致磁化动力学。我们预测有效的声诱导泵的自旋电流到金属接触连接到F。
2015-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Supercurrent
本文综述了自旋波凝聚成相干量子态的主要性质,称之为均匀旋进畴(HPD)。本文描述了反铁磁超流体3He中自旋超流对磁化强度的长程相干输运。这种量子现象是20年前发现的。从那时起,人们观察到了超导和超流的许多磁扩展:自旋约瑟夫森现象、自旋电流涡旋、自旋相位滑移、自旋超电流的长距离磁化输运等。发现了磁激发相干量子态、分子朗道场中的核磁共振、自旋电流湍流、稳定的非拓扑孤子的形成等新的超导现象。
2007-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spatially Resolving the Enhancement Effect in Surface-Enhanced Coherent Anti-Stokes Raman Scattering by Plasmonic Doppler Gratings
本文利用等离子体多普勒光栅(PDG)平台,对非线性表面增强相干反斯托克斯拉曼散射(SECARS)的输入输出光束中等离子体光栅的增强效应进行了实验研究。PDG是可设计的方位角啁啾光栅,其提供宽带和空间分散的等离子体增强。因此,它们提供了观察和比较来自各个输入和输出光束中的增强的不同组合的总体增强的机会。我们首先确认PDG在线性表面增强荧光和拉曼散射中空间分离输入和输出增强的能力。然后,我们研究空间分辨增强非线性SECARS,其中相干相互作用的泵,斯托克斯和反斯托克斯光束增强的等离子体光栅。通过映射的SECARS信号和分析的方位角依赖的强度,我们表征在个别频率的增强。理论分析表明,虽然输入和输出光束的同时增强对SECARS很重要,但泵浦光束和反斯托克斯光束的增强在整体增强中起着比斯托克斯光束更关键的作用。本文的工作对等离子体增强光谱的增强机理有了深入的了解,这对等离子体光栅的设计和优化具有重要意义。PDG平台也可以应用于研究其他非线性光-物质相互作用中的增强机制或等离子体光栅对荧光寿命的影响。
2021-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
Resonant Excitation and Purcell Enhancement of Coherent Nitrogen-Vacancy Centers Coupled to a Fabry-Pérot Micro-Cavity
金刚石中的氮空位(NV)中心已被确立为量子网络的主要构建块。然而,扩展到几个网络节点之外目前受到低自旋光子纠缠率的限制,这是由NV中心的相干光子发射和收集的低概率造成的。集成到腔中可以通过Purcell效应提高这两个值,但是近表面NV中心的光学相干性差到目前为止阻止了它们的共振光学控制,这是纠缠产生所需要的。在这里,我们克服了这一挑战,并展示了共振寻址的个人,光纤腔耦合NV中心,并收集他们的Purcell增强相干光子发射。利用非谐振和谐振寻址协议,我们提取Purcell因子高达4,与详细的理论模型相一致。该模型预测,对于现实参数,每次光激发的相干光子检测的概率可以增加到10%-比现有技术的固体浸没透镜收集系统提高了两个数量级。在T $\sim$ 4 K的封闭循环低温系统中,单相干量子发射体的改进光学界面的共振操作是实现具有长相干性的广泛量子网络的重要结果。
2020-09-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent heat transfer leads to genuine quantum enhancement in the performances of continuous engines
提出利用三能级系统与双光子热浴间三体相干热输运的连续量子热机,实现功率、可靠性及非经典性相对非相干方案数百倍的真正量子增强。
2025-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Electric field enhancement of the superconducting spin-valve effect via strain-transfer across a ferromagnetic/ferroelectric interface
本研究通过压电衬底应变传递实现电场控制超导自旋阀效应,增强磁化与临界温度切换,推动无磁场超导自旋电子器件发展。
2024-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Purcell enhancement of a single silicon carbide color center with coherent spin control
碳化硅最近已被开发为光学可寻址自旋缺陷的平台。特别地,在4 H多型体中的中性双空位显示光学可寻址的自旋-1基态和近红外光学发射。在这里,我们提出了一个单一的中性双空位耦合到一个光子晶体腔的Purcell增强。我们利用纳米光刻技术和掺杂剂选择性光电化学蚀刻的组合来产生品质因数超过5000的悬浮腔。随后耦合到一个单一的双空位导致的Purcell因子约50,这表现为增加的光致发光到零声子线和缩短的激发态寿命。此外,我们测量腔纳米结构内的双空位基态自旋的相干控制,并通过动态解耦证明扩展的相干性。这种自旋腔系统代表了使用碳化硅的可扩展长距离纠缠协议的进步,该协议需要来自空间分离的单个量子位的不可区分光子的干涉。
2020-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Generation of a localized microwave magnetic field by coherent phonons in a ferromagnetic nanograting
在快速发展的纳米磁学领域中,定位于纳米尺度的高振幅微波磁场是各种应用的理想工具。在这里,我们驱动磁化旋进的相干声子在金属铁磁纳米光栅和产生交流磁感应具有极高的振幅(高达$10$ mT)和纳米尺度的本地化的光栅凹槽。我们通过激光脉冲激发局部表面声波来触发磁化。所开发的技术在几个研究和技术领域具有潜在的用途,包括空间分辨量子技术的自旋态访问。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Observation of ~100% valley-coherent excitons in monolayer MoS2 through giant enhancement of valley coherence time
本研究针对单层过渡金属二硫化物谷相干时间过短的问题,采用石墨烯夹层结构的单层MoS₂,通过介电屏蔽、缩短激子寿命与运动窄化效应,首次实现激子全寿命谷相干,为谷相干光学读出提供了可能。
2023-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph