具有截面曲率的100nm以下3D磁性纳米线中畴壁钉扎的直接可视化

铁磁纳米颗粒-纳米颗粒体系中的场控畴壁钉扎-脱钉扎效应

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。

FeCoCu竹节状纳米线的畴壁钉扎

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。

III-As纳米线表面费米能级钉扎的统一机制

Unified mechanism of the surface Fermi level pinning in III-As nanowires

研究了Ⅲ族砷纳米线（GaAs，InAs，InGaAs，AlGaAs）氧化（110）面的费米能级钉扎。使用扫描梯度开尔文探针显微镜，我们表明，费米能级在氧化解理表面的三元铝$_{x}$镓$_{1-x}$作为（0 $\le$ × $\le$ 0.45）和镓$_{x}$在$_{1-x}$作为（0 $\le$ × $\le$ 1）合金被钉扎在相同的位置4.8 $\pm$ 0.1 eV的真空能级。这一发现暗示了这种表面费米能级钉扎的统一机制。拉曼散射和光致发光光谱的进一步研究表明，Al $_{x}$ Ga $_{1-x}$ As和Ga $_{x}$ In $_{1-x}$ As纳米线的光氧化导致了过量砷在其晶体表面的积累，并伴随着带边光致发光强度的强烈下降.我们的结论是，在晶体或非晶形式的表面过量的砷是负责费米能级钉扎在氧化的III-As纳米线的（110）表面。

用于高密度3D存储器应用的圆柱形纳米线中的电流控制磁化开关

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。

Majorana纳米线中相互作用的零能钉扎

Zero-energy pinning from interactions in Majorana nanowires

拓扑超导体边界处的马约拉纳零模是电荷中性的，是电子和空穴的相等叠加。然而，这种理想的情况在物理实现中很难实现，例如接近实际长度的半导体纳米线。在这样的系统中，马约拉纳重叠是不可避免的，并导致其杂化成有限能量的带电Bogoliubov准粒子，不像真正的零模式，受电子相互作用。我们在这里证明，这些相互作用，特别是与束缚电荷在介电环境中，彻底改变了非相互作用的范例。值得注意的是，相互作用可以完全抑制马约拉纳杂化周围的奇偶交叉，在纳米线中的总电荷的变化。这种效应被称为零能量钉扎，使Majoranas稳定回到零能量和电荷，并导致电子不可压缩的参数区域，其中Majoranas对局部扰动保持不敏感，尽管它们重叠。

Majorana纳米线中相互作用诱导的零能钉扎和量子点形成

Interaction-induced zero-energy pinning and quantum dot formation in Majorana nanowires

马约拉纳模式出现在非平凡的拓扑相位在一些特定的材料，如邻近的半导体纳米线在外部磁场的边缘。理想情况下，它们是电子和空穴的电荷中性叠加的非局域态。然而，在实际长度的纳米线中，它们的波函数重叠并获得有限的电荷，在某些情况下，这使得它们易于相互作用，特别是与静电环境中产生的图像电荷相互作用。考虑到介电环境的现实三维模型，在这里我们表明这种相互作用会导致更简单理论模型预测的马约拉纳振荡的抑制，并导致与马约拉纳振荡相互作用的低能量子点态的形成。模式。这两个功能都观察到在最近的实验检测马约拉纳，因此可以帮助正确地描述它们。

Dzyaloshinskiii-Moriya畴壁的电控钉扎

Electrically controlled pinning of Dzyaloshinskii-Moriya domain walls

我们提出了一种方法来全电控制的畴壁位置的铁磁纳米线与Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。这种相互作用的强度可以由外部电场控制，这又允许微调自旋螺旋畴壁的钉扎电位。它允许创建更多的移动钉扎位置，并且还可以有利于超低功率电子器件。

Zero-energy pinning of topologically-trivial bound states in multi-band semiconductor-superconductor nanowires

Recent tunneling conductance measurements on semiconductor-superconductor nanowires find zero-bias peaks to be ubiquitous across wide ranges of chemical potential and Zeeman energy. Motivated by this, we demonstrate that topologically-trivial Andreev abound states (ABSs) pinned near zero energy are produced rather generically in inhomogeneous systems with multi-band occupancy in the presence of inter-band coupling. We first investigate the inter-band coupling mechanism responsible for the pinning within a multi-band 1D toy model, then we confirm the findings using a 3D Schrödinger-Poisson appr…

纳米线中磁畴壁的混沌动力学

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。

圆柱形纳米线中化学调制引起的畴壁与磁化卷曲之间的相互作用

Domain-wall circulation gating and pinning via compositional engineering of cylindrical nanowires

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。

InSb纳米线的低场电子迁移率：数值模拟研究大截面

Low-field electron mobility of InSb nanowires: Numerical efforts to larger cross sections

在Boltzmann方程的框架下，利用$\mathbf{k\cdot p}$理论研究了具有较大截面尺寸（直径达51.8 nm）的InSb纳米线的低场迁移率.对于这类大尺寸纳米线，子带间的电子-声子散射对散射率进而对迁移率的影响至关重要。在我们的模拟中，最低的15个电子子带和50个横模的声子仔细占。我们发现，直到51.84 nm的直径，迁移率单调增加的直径，尚未显示出任何饱和的行为。我们还发现，虽然体InSb的迁移率是相当高的体硅，小尺寸（例如$\sim 3$ nm直径）纳米线从两种材料具有类似的迁移率的幅度。重要的是，这意味着InSb纳米线的迁移率将比SiNW下降得更快，因为我们减小了纳米线的横截面尺寸。

Ba-$_2$-Ni-PDMATHAAB-F-$_{10}$纳米线的合成及其光学和磁性研究

Synthesis, Optical, and Magnetic Properties of Ba$_2$Ni$_3$F$_{10}$ Nanowires

采用低温水热法，在优化的工艺条件下成功制备了纯相Ba $_2$ Ni $_3$ F $_{10}$纳米线。在325 nm激发下，Ba $_2$ Ni $_3$ F $_{10}$纳米线呈现出三个发射带，峰值分别位于360 nm、530 nm和700 nm。结合第一性原理计算，可以用电子在t2 g和eg轨道之间的跃迁来解释其光致发光性质。在低于60 K的温度下观察到的清晰的磁滞回线表明Ba $_2$ Ni $_3$ F $_{10}$纳米线具有弱的铁磁性，这归因于纳米线的表面应变。观察到阻挡温度为55 K的交换偏置，这是由于Ba 2Ni 3F 10纳米线的反铁磁核/弱铁磁壳结构在冷场下的磁化钉扎所致。

棱柱拓扑绝缘体纳米线中的各向异性输运性质

Anisotropic transport properties in prismatic topological insulator nanowires

研究棱柱拓扑绝缘体纳米线在横向磁场中的各向异性输运，提出通过旋转磁场测量电导可区分横截面形状，并揭示子带结构。

曲率诱导畴壁钉扎

Curvature induced domain wall pinning

结果表明，纳米线的局部弯曲是横向头对头（尾到尾）畴壁的钉扎电位的来源。在钉扎势和有效摩擦下，畴壁自由振荡的本征频率被确定为曲率和畴壁宽度的函数。钉扎势来源于交换能中的有效曲率诱导的类Dzyaloshinsky项。通过微磁模拟的情况下，抛物线形状的导线弯曲的理论结果进行了验证。

理想和粗糙纳米线中的3D与2D畴壁相互作用

3D versus 2D domain wall interaction in ideal and rough nanowires

利用微磁学模拟研究了平面（2D）和圆柱形（3D）纳米线中横向磁畴壁（TDWs）之间的相互作用。我们发现，在完美的和表面变形的电线的自由TDWs的行为不同，作为3D TDWs结合成亚稳态的平均寿命为300 ns取决于粗糙度，而2D TDWs不由于2D形状各向异性。当2D和3D TDW被钉扎在人工收缩处时，它们的行为相似，因为它们主要通过偶极场相互作用。这种静磁相互作用可以用多极展开的点电荷模型来描述。在表面变形金属丝中，随着退钉扎场的减小，相互作用变得更加复杂，动力学钉扎会导致局部共振。这会强烈影响基于DW的设备中TDW的控制。

3D Nanomagnetism in Low Density Interconnected Nanowire Networks

Free-standing, interconnected metallic nanowire networks with density as low as 40 mg/cm^{3} have been achieved over cm-scale areas, using electrodeposition into polycarbonate membranes that have been ion-tracked at multiple angles. Networks of interconnected magnetic nanowires further provide an exciting platform to explore 3-dimensional nanomagnetism, where their structure, topology and frustration may be used as additional degrees of freedom to tailor the materials properties. New magnetization reversal mechanisms in cobalt networks are captured by the first-order reversal curve method, whi…

具有畴壁的工程化垂直FEBID钴纳米线的透射XMCD-PEEM成像

Transmission XMCD-PEEM imaging of an engineered vertical FEBID cobalt nanowire with a domain wall

利用聚焦电子束诱导沉积（FEBID）技术，我们制备了具有可控三维结构的垂直铂涂层钴纳米线。后者被设计为沿高度弯曲：这些被用作畴壁的钉扎位点，我们使用X射线磁圆二色性（XMCD）结合光发射电子显微镜（PEEM）研究其存在。我们的样品的垂直几何形状与低入射的X射线束相结合，产生一个扩展的线影，我们使用它来恢复线的磁配置。在这种传输配置中，整个样品体积被探测，从而避免了PEEM对表面的限制。本文报道了第一次研究磁性纳米结构的立场垂直于衬底与XMCD-PEEM。在阴影模式下使用这种技术使我们能够确认畴壁（DW）的存在，而无需直接成像的纳米线。

一维纳米结构形状的统计分析：确定自发形成的GaN纳米线的聚结程度

Statistical analysis of the shape of one-dimensional nanostructures: determining the coalescence degree of spontaneously formed GaN nanowires

在给定衬底上自发形成的单个GAN纳米线代表没有任何扩展缺陷的纳米级单晶。然而，由于如此形成的GAN纳米线系综的高面积密度，个别纳米线与其紧邻的其它纳米线聚结。这种聚结过程可能会引入应变和结构缺陷，由于纳米线的几何形状，挫败了无缺陷材料的想法。为了研究这一过程的后果，需要对纳米线系综的聚结进行定量测量。我们推导出客观的标准来确定GAN纳米线系综的聚结程度。这些标准是基于观察到的横截面形状的面积-周长关系，特别是它们的圆度。采用这些标准，我们区分单一的纳米线从合并的聚集在一个合奏，确定两者的直径分布，并最终分析纳米线合奏的合并程度与填充因子的增加。

低手性磁性材料中受限纳米线几何结构中通过局域自旋电流注入的Skyrmion成核

Skyrmion nucleation via localized spin current injection in confined nanowire geometry in low chirality magnetic materials

磁skyrmions一直是激烈的研究与存储器，逻辑和互连技术的应用前景的焦点。最近已经提出并证明了几种方案可以使skyrmions成核。然而，它们要么导致不受控制的Skyrmion气泡产生，要么主要针对与赛道存储器器件的集成。在这项工作中，我们提出了一个新的计划，在一个有限的纳米线的几何形状与亚100 nm的宽度使用一个通用的方法“本地化的自旋电流注入”技术在材料系统表现出低Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用）的控制单skyrmion成核。我们提出的成核机制如下的路径，涉及创建一个反向的磁畴包含一个或多个垂直布洛赫线（VBL），形成一个边到边的畴壁的VBL得到湮灭在纳米线的边缘。然而，使用缺口或反缺口将边缘畴壁钉扎在狭窄的间隙内会导致产生具有无缺陷畴壁的磁泡，最终弛豫成圆形skyrmion结构。我们的模拟预测，所提出的机制允许skyrmion成核亚纳秒的时间尺度上，显示出鲁棒性的变化，如本地钉扎网站，并适用于任何skyrmion为基础的逻辑，存储器和互连应用。

电迁移形成金纳米间隙结的温度控制

Temperature Control of Electromigration to form Gold Nanogap Junctions

利用反馈方法研究了不同截面积的金纳米线形成纳米间隙结的可控电迁移。观察到金纳米线的横截面积和电迁移过程中在结中耗散的功率之间的线性相关性，表明反馈机制主要通过控制电迁移过程中结的温度来操作。我们还表明，外部反馈电路的作用是防止热失控;串联电阻的最小化允许控制电迁移到一个简单的电压斜坡的结电阻的显着范围。

用于混合超导岛的具有复杂能级结构和自旋-轨道耦合的 Richardson 模型：配对的逐步抑制与磁钉扎

Richardson model with complex level structure and spin-orbit coupling for hybrid superconducting islands: stepwise suppression of pairing and magnetic pinning

本文提出纳入复杂能级结构与 SOC 的混合超导岛量子杂质 Richardson 模型，解释 YSR 态复制、零偏压振荡及强场下激发能均匀钉扎。

通过分子束外延生长的可扩展且可调谐的面内Ge/Si(001)纳米线

Scalable and Tunable In-Plane Ge/Si(001) Nanowires Grown by Molecular Beam Epitaxy

该研究提出一种低温分子束外延方法，在预图案化衬底上生长位置可控、高空穴迁移率的面内锗纳米线，为可扩展纳米电子学和多量子比特芯片制造提供了可靠平台。

调制直径圆柱形纳米线中磁场诱导畴壁传播的模拟

Modeling magnetic-field-induced domain wall propagation in modulated-diameter cylindrical nanowires

调制直径圆柱形纳米线中的畴壁传播是设计三维磁存储器件的一个关键现象。本文从理论上研究了在磁场作用下，直径调制的圆柱形纳米线内的横向畴壁行为。特别是，畴壁钉扎接近的直径调制进行了量化，无论是数值上，使用有限元微磁模拟，和分析。定性分析模型的平缓倾斜调制导致一个简单的标度律，这可能是有用的，以指导纳米线设计时，分析实验。结果表明，畴壁退钉扎场的大小与调制斜率成正比。

管状纳米线中热电流的抑制

Reversal of thermoelectric current in tubular nanowires

我们计算了管状纳米线两端之间的温度偏置所产生的充电电流。我们表明，在存在横向磁场的电流可以改变符号，即，当温度偏置增加时，电子可以从热存储器流到冷存储器，或者沿相反的方向流动。当磁场足够强时会发生这种行为，从而产生朗道和蛇形状态，并且能量色散相对于纵波矢量是非单调的。符号反转可以在杂质存在的情况下存活。我们预测这一结果的核/壳纳米线，均匀的纳米线与表面状态由于费米能级钉扎，和拓扑绝缘体纳米线。

静磁耦合横畴壁的共振

Resonance in Magnetostatically Coupled Transverse Domain Walls

我们在一对铁磁纳米线中观察到了耦合横畴壁的本征模。虽然对耦合静磁，其频谱是由钉扎的边缘粗糙度和偶极耦合的两个壁的组合。由于相应的能量尺度是可比的，耦合只能在最小的线间距观察到。耦合壁动力学模型再现实验定量，允许与估计的钉扎和畴壁耦合能量的比较。这些结果对基于耦合畴壁的器件的动力学特性具有重要意义。

横向磁场引起的磁畴-壁面速度增强

Magnetic domain-wall velocity enhancement induced by a transverse magnetic field

采用高速磁光偏振仪和数值模拟方法研究了坡莫合金纳米线引导下的场驱动畴壁的自旋动力学。DW的速度和自旋配置确定为纵向驱动场，横向偏置场，和纳米线宽度的函数。具有足够大的横截面尺寸以支撑涡旋壁结构的纳米线表现出驱动场强度（在零偏置场下）的区域，其具有由抑制振荡运动的耦合涡旋结构引起的增强的DW速度。当施加横向偏置场时，在临界纵向驱动场（这标志着振荡DW运动的开始）上方观察到DW速度的十倍增强。支撑横向壁结构的具有较小横截面尺寸的纳米线也表现出临界场以上的较高迁移率区域，以及类似的横向场诱导的速度增强，但具有较小的增强因子。DW速度的偏置场增强解释的传播DW内的自旋分布和动力学的数值模拟，揭示动态稳定的耦合涡结构和抑制振荡运动的纳米线导管中的均匀DW运动在高速。

Micromagnetic modelling of magnetic domain walls and domains in cylindrical nanowires

Magnetic cylindrical nanowires are very fascinating objects where the curved geometry allows many novel magnetic effects and a variety of non-trivial magnetic structures. Micromagnetic modelling plays an important role in revealing the magnetization distribution in magnetic nanowires, often not accessible by imaging methods with sufficient details. Here we review the magnetic properties of the shape anisotropy-dominated nanowires and the nanowires with competing shape and magnetocrystalline anisotropies, as revealed by micromagnetic modelling. We discuss the variety of magnetic walls and magne…

轴对称性破缺金属纳米线的寿命

Lifetimes of Metal Nanowires with Broken Axial Symmetry

我们提出了一种理论方法来理解简单的金属纳米线的稳定性，特别是一价金属，如碱金属和贵金属。它们的截面为1纳米量级，使得来自外部（通常是热）噪声的小扰动可以引起大的几何变形。纳米线的寿命被定义为转变成具有不同横截面几何形状的状态所需的时间。这可以是半径的简单整体变化，或截面形状的变化，或两者。我们开发了一个随机场理论模型来描述这种噪声诱导的过渡过程，其中的初始和最终状态对应于通过数值求解薛定谔方程的纳米线的电子结构的潜在表面上的局部稳定状态。数值弦方法来确定最佳的过渡路径管理的寿命。利用这些结果，我们列出了几种不同初始几何形状的钠和金纳米线的寿命。

基于声子流体力学的矩形纳米线有效热导率

Effective thermal conductivity of rectangular nanowires based on phonon hydrodynamics

建立了矩形截面纳米线热输运的数学模型。通过求解Guyer-Krumhansl流体动力学方程的热通量与滑移边界条件的纳米线的有效热导率在一个范围内的温度和横截面的纵横比的表达式。我们的研究结果表明，方形纳米线传输热能更有效地比矩形纳米线，由于边界之间的最佳分离。然而，发现圆形纳米线甚至比方形纳米线更有效，这是由于在截面中缺少角，这局部地减少了热通量并抑制了热传导。通过使用温度相关的滑移系数，我们表明，该模型能够准确地捕获从Si纳米线获得的有效热导率的实验数据，表明声子流体力学是一个强大的框架，即使在室温下也可以应用于纳米系统。

Domain wall pinning in a circular cross-section wire with modulated diameter

Domain wall propagation in cylindrical nanowires with modulations of diameter is a key phenomenon to design physics-oriented devices, or a disruptive three-dimensional magnetic memory. This chapter presents a combination of analytical modelling and micromagnetic simulations, with the aim to present a comprehensive panorama of the physics of pinning of domain walls at modulations, when moved under the stimulus of a magnetic field or a spin-polarized current. For the sake of considering simple physics, we consider diameters of a few tens of nanometers at most, and accordingly domain walls of tra…

Ta/\Co 20 Fe 60 B 20 \MgO纳米线中的界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用

Interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction in Ta\Co20Fe60B20\MgO nanowires

本文报道了Ta \Co 20 Fe 60 B 20 \MgO纳米线中的电流诱导畴壁运动（CIDWM）。当没有磁场施加时，畴壁被观察到逆着电子流移动，而沿着纳米线的场强烈地影响畴壁的运动方向和速度。观察到的对称效应为上下和上下畴壁。这表明存在右手畴壁，这是由于Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya相互作用），Dzyaloshinski-Moriya相互作用系数D=+0.06 mJ/m2。正的极化系数被解释为退火过程中硼扩散到钽缓冲层的结果。在Pt \Co 68 Fe 22 B10 \MgO纳米线中，观察到沿着电子流的CIDWM，证实了这种解释。实验结果进行了比较，包括钉扎效应的一维模型模拟。这种先进的建模使我们能够重现实验结果，并可靠地提取纳米线中Ta的自旋霍尔角θSH=-0.11，显示了分析的重要性，超越了目前使用的完美纳米线模型。

Domain wall damped harmonic oscillations induced by curvature gradients in elliptical magnetic nanowires

Understanding the domain wall (DW) dynamics in magnetic nanowires (NW) is crucial for spintronic-based applications demanding the use of DWs as information carriers. This work focuses on the dynamics of a DW displacing along a bent NW with an elliptical shape under the action of spin-polarized electric currents and external magnetic fields. Our results evidence that a curvature gradient induces an exchange-driven effective tangential field responsible for pinning a DW near the maximum curvature point in a NW. The DW equilibrium position depends on the competition between the torques produced b…

Imaging pinning and expulsion of individual superconducting vortices in amorphous MoSi thin films

We use a scanning nanometer-scale superconducting quantum interference device (SQUID) to image individual vortices in amorphous superconducting MoSi thin films. Spatially resolved measurements of the magnetic field generated by both vortices and Meissner screening satisfy the Pearl model for vortices in thin films and yield values for the Pearl length and bulk penetration depth at 4.2 K. Flux pinning is observed and quantified through measurements of vortex motion driven by both applied currents and thermal activation. The effects of pinning are also observed in metastable vortex configuration…

一维TaS2纳米线中增强的超导电性与涡旋动力学

Enhanced Superconductivity and Vortex Dynamics in One-Dimensional TaS2 Nanowires

本文通过可控两步转化法合成一维2H-TaS2纳米线，发现其超导转变温度（约3.6 K）和上临界场（约5 T）均显著高于块体材料，归因于维度限域与电荷密度波抑制，并揭示了强钉扎下的复杂涡旋动力学，为降维超导研究提供了新平台。

超短脉冲电流作用下缺口纳米线中磁畴壁的系统运动

Systematic motion of magnetic domain walls in notched nanowires under ultra-short current pulses

研究了在超短自旋极化电流脉冲作用下，对含人工缺陷的有限/无限纳米线中横向磁畴壁的精确操纵.我们表明，对于一个经典的$3d$铁磁材料，如镍，在室温下的畴壁的准确定位是可能的，只有非常短的上升和下降时间的脉冲，移动畴壁可靠地最近的相邻钉扎位置。讨论了电流脉冲形状和瞬态效应对相图电流脉冲长度的影响。我们表明，大的瞬态效应出现时，即使$α$ = $β$，低于临界值，由于畴壁失真所造成的电流脉冲形状和存在的缺口。瞬态效应可以对抗或放大自旋转移扭矩（STT），这取决于比率$β/α$。这扩大了在STT下DW运动的物理理解，并且打开了在单极电流的两个方向上DW位移的路径。

Y $_2$ Ir $_2$ O $_7$密度波相的负纵向磁电阻

Negative longitudinal magnetoresistance in the density wave phase of Y$_2$Ir$_2$O$_7$

单晶烧绿石Y $_2$ Ir $_2$ O $_7$纳米线的基态是密度波。施加{ \it横向}磁场增加了低温下密度波态集体脱钉扎的阈值电场，导致脱钉扎阈值附近电压的巨磁阻。这与即使极小的{ \it纵向}磁场也会急剧降低导致{ \it负}磁阻的脱钉扎阈值电压的情况形成鲜明对比。排除了其他几种可能性，我们认为，这种现象很可能是一个后果的手征异常的缺口外尔半金属相在Y $_2$ $_2$ O $_7$。

RingSim：一种用于建模介观磁性纳米线网络的基于智能体的方法

RingSim- An Agent-based Approach for Modelling Mesoscopic Magnetic Nanowire Networks

本文提出基于智能体的 RingSim 模型，将畴壁建模为响应磁场并发生随机相互作用的移动智能体，实现大尺度、长时长纳米线网络模拟，并经旋转磁场实验验证。

电子束光刻和聚焦离子束刻蚀坡莫合金纳米线中畴壁行为的直接比较

Direct comparison of domain wall behavior in Permalloy nanowires patterned by electron beam lithography and focused ion beam milling

使用电子束光刻（EBL）和聚焦离子束（FIB）铣削在单电子透明的Si $_{3}$ N $_{4}$膜上制造了宽度低至150 nm的名义上相同的坡莫合金纳米线。透射电子显微镜（TEM）的实验进行比较，这两种技术产生的纳米结构，我们认为是第一次直接比较名义上相同的纳米线的制造技术。EBL和FIB方法都产生了高质量的结构，其边缘粗糙度为在连续膜中观察到的平均晶粒尺寸5 - 10 nm的数量级。然而，沿FIB图案化纳米线的边缘观察到显著的晶粒生长。进行洛伦兹TEM \emph{in situ}成像以比较图案化纳米线中的畴壁的磁行为，其中存在反凹口以钉扎畴壁。畴壁钉扎和反缺口处的脱钉的整个过程显示了通过两种方法制造的纳米线之间的一致行为，其中FIB结构与EBL线相比具有略低的特征场。然而，一个显着的差异，观察到在反凹口的EBL纳米线的畴壁脱钉后，内部的涡旋结构的形成。在FIB图案化纳米线的反凹口内没有看到涡旋结构。从微磁学模拟的结果表明，反凹口内的涡流结构可以被抑制，如果饱和磁化强度（M $_{s}$）沿纳米线的边缘减少。虽然这两种制造方法表明，可以为这里考虑的尺寸产生良好定义的结构，但如果这种结构要用作潜在存储器和逻辑应用中的畴壁的管道，则名义上相同的结构的磁行为的差异可能是一个问题。

超窄硅纳米线晶体管的能带速度和弹道电流与截面尺寸、取向和偏压的关系

On the Bandstructure Velocity and Ballistic Current of Ultra Narrow Silicon Nanowire Transistors as a Function of Cross Section Size, Orientation and Bias

采用20能带sp3d5s * 自旋轨道耦合的半经验原子紧束缚（TB）模型和半经典弹道场效应晶体管（FET）模型，对硅纳米线（NW）晶体管的能带结构载流子速度和弹道电流进行了理论研究.考虑了横截面直径/边的范围从3nm到12nm的无限长的、均匀的、圆柱形和矩形的纳米线。为了进行全面的分析，在[100]，[110]和[111]输运取向的n型和p型金属氧化物半导体（NMOS和PMOS）纳米线进行了检查。一般来说，物理截面减小通过提升重质量谷或显著改变带的曲率来增加速度。PMOS [110]和[111]纳米线的载流子速度是直径的强函数，较窄的D = 3nm纳米线的速度是D = 12nm纳米线的两倍。在其余的NW类别的速度只显示出较小的直径依赖性。这种行为通过硅基质材料的电子结构中的特征来解释。另一方面，在速度变化较大的情况下，弹道流的截面灵敏度最低。由于载流子速度是有效质量的量度并且反映在沟道迁移率上，因此这些结果可以提供对具有增强的性能和对结构几何变化的性能容忍的NW器件的设计的深入了解。在高性能器件中的弹道输运的情况下，[110]纳米线是具有高NMOS和PMOS性能以及低导通电流变化和截面几何变化的纳米线。

平行和垂直于畴壁的电流的自旋-轨道力矩

Spin-orbit torques for current parallel and perpendicular to a domain wall

我们报告了场和电流诱导的磁畴壁（DW）的脱钉实验在Ta/Co20 Fe 60 B20/MgO纳米线通过霍尔交叉几何。虽然纯场诱导的脱钉没有显示出对面内场的角度依赖性，但电流的影响主要取决于内部DW结构，我们通过外部磁面内场来操纵该结构。我们首次展示了平行于DW发送的电流的脱钉测量，并将其脱钉效率与垂直于DW流动的电流的常规情况进行比较。我们发现，最大效率是类似的两个电流方向内的误差条，这是符合一个占主导地位的阻尼类自旋轨道扭矩（SOT），并表明没有大的额外的扭矩出现平行于DW的电流。最后，我们发现了不同的依赖性的最大脱钉效率角为不同的DW和钉扎水平。这强调了我们的全角度扫描的重要性相比，以前使用的测量只有两个场方向（平行和垂直的DW），并显示了精确的DW结构和钉扎位点的自旋轨道扭矩的灵敏度。

双光子光刻制备三维磁性纳米结构

Two-photon Lithography for 3D Magnetic Nanostructure Fabrication

几十年来，铁磁材料一直被用作数据存储设备内的记录介质。将材料限制在二维平面是实现超高记录密度的重要瓶颈，这导致了利用沿着纳米线的畴壁传播的三维（3D）跑道存储器的提议。然而，复杂几何形状的3D磁性纳米结构的制造是高度挑战性的，并且不容易用标准光刻技术实现。在这里，通过使用双光子光刻和电化学沉积的组合，我们展示了一种新的方法来构建复杂几何形状的3D磁性纳米结构。的磁性被发现是密切相关的结构和磁成像实验的三维几何形状提供的证据畴壁钉扎在一个3D纳米结。

磁泡放气或充气直接观测畴壁表面张力

Direct observation of domain wall surface tension by deflating or inflating a magnetic bubble

磁畴壁的表面能对其静态和动态行为有很大影响。然而，这种效应很少被直接观察到，许多相关的现象还没有得到很好的理解。此外，仍然缺少量化DW表面能的可靠方法。在这里，我们报告了一系列的实验中，DW表面能成为一个主导参数。我们观察到一个半圆形的磁畴泡在DW表面能诱导的拉普拉斯压力下会自发地坍缩。我们进一步证明了当DW在霍尔交叉中或从纳米线传播到成核垫中时，表面能可以导致几何诱导钉扎。基于这些观察，我们开发了两种方法来量化DW的表面能，这可能是非常有帮助的估计的内在参数，如Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiiii-Moriya Interactions）或交换刚度的磁性超薄膜。

Electron Induced Massive Dynamics of Magnetic Domain Walls

We study the dynamics of domain walls (DWs) in a metallic, ferromagnetic nanowire. We develop a Keldysh collective coordinate technique to describe the effect of conduction electrons on rigid magnetic structures. The effective Lagrangian and Langevin equations of motion for a DW are derived. The DW dynamics is described by two collective degrees of freedom: position and tilt-angle. The coupled Langevin equations therefore involve two correlated noise sources, leading to a generalized fluctuation-dissipation theorem (FDT). The DW response kernel due to electrons contains two parts: one related …

沿多段圆柱形纳米元件的畴壁成核的定制

Tailoring the nucleation of domain walls along multi-segmented cylindrical nanoelements

利用蒙特卡罗模拟研究了由纳米线和纳米管交替组成的三段圆柱形纳米元件的磁化反转。这样的纳米元件可以具有三态行为，由于在线管界面处的畴壁的亚稳态钉扎，在滞后曲线中具有中间平台。事实证明，涡旋以及横向畴壁有助于磁化反转。通过改变元件的几何参数、顺序或材料，可以定制畴壁的成核位置以及它们的成核场。特别有趣的是，通过改变混合纳米元件的几何形状，可以在相同或相反的方向上连贯地驱动畴壁。这一重要特性为基于畴壁移动的逻辑器件的构造增加了额外的灵活性。另一个突出的结果是，畴壁可以在元件的中心附近成核，然后当施加的场增加时，横穿圆柱形结构的外尖端，这也打开了使用这些三段纳米元件用于畴壁的场诱导递送作为大的成核垫的替代物的可能性。

用曲率调控 Bloch 点奇点的能量景观

Tailoring the energy landscape of a Bloch point singularity with curvature

本文利用三维纳米制造在铁磁纳米线中引入曲率诱导对称性破缺，结合X射线磁显微术与原位磁场，证明曲率可调控Bloch点奇点的能量景观，并通过非对称势阱实现具有非互易行为的稳健Bloch点移位寄存器。

具有周向量子化表面态子带的准弹道拓扑绝缘体纳米结构中的磁场诱导螺旋模和拓扑跃迁

Magnetic field induced helical mode and topological transitions in a quasi-ballistic topological insulator nanoribbon with circumferentially quantized surface state sub-bands

拓扑绝缘体（TI）纳米线（NW）的核心是绝缘的，二维自旋螺旋狄拉克费米子拓扑表面态（TSS）被周向量子化为一系列一维子带，具有新颖的拓扑物理和应用前景。通过芯部的轴向磁通量（Φ）驱动表面子带中的周期性拓扑转变，从具有整数倍带隙的狄拉克点（DP）的全部双简并转变为具有整数倍带隙的狄拉克点（DP）。（包括零）通量量子（Φ $_0$ = h/e，其中h是普朗克常量，e是电子电荷），以包含拓扑保护的，在半整数通量量子处具有恢复DP的非简并1D自旋螺旋模式。预测所得到的磁导表现出Aharonov-Bohm振荡（ABO），其最大值交替地发生在半整数或整数通量量子处（称为π-ABO或0-ABO），这取决于费米波矢量（k $_F$，周期为2π/C，C为NW周长）。在这里，我们报告了在Bi $_2$ Te $_3$ TI纳米晶体中0-ABO和π-ABO之间的这种k $_F$ -周期性交替的清楚观察（NR，矩形横截面NW）场效应器件，其在~2 μm上表现出准弹道输运（如长度无关电导，ABO振幅随温度（T）升高呈指数衰减，以及所提取的相位相干长度的1/T依赖性）。在半通量量子和零通量量子下，作为栅极电压的函数的电导也表现出明显的反相关振荡，其周期为k $_F$（周期为2π/C，当C包围费米波长2π/k $_F$的整数倍时等效），与周向量子化的表面子带一致。我们还提取了最小的费米能量和动量TSS出现的体价…