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相似文献
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1.
非磁/铁磁异质结构中存在很多有趣的演生现象,特别是,铂/铁磁异质结构中的反常霍尔效应是一个研究热点.采用脉冲激光沉积技术和射频磁控溅射技术制备出具有原子级接触界面的铂/锰酸锶镧异质结,并对异质结的电输运性能进行了系统的研究.实验发现,铂/锰酸锶镧异质结中存在由铂贡献的反常霍尔效应,这是由磁近邻效应诱导铂表现出铁磁性造成的.反常霍尔电阻随着温度的降低而急剧增加,并且在低于40 K时改变符号.反常霍尔电阻随铂厚度的增加而急剧降低,证实了铂的铁磁性起源于异质结界面.此外,异质结在低外加磁场下可能产生了拓扑霍尔效应,这是由异质结界面处的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用诱导产生手性磁畴壁结构引起的.上述研究结果为进一步理解非磁/铁磁异质结构中的电子自旋和电荷输运之间的相互作用提供了实验基础.  相似文献   

2.
拓扑磁性斯格明子作为信息载体单元具备高可靠性、高集成度、低能耗等优势,有望提高数据读写精度、降低功耗,从而研发新型拓扑自旋电子学材料与原理型器件,为信息技术、5G通信和大数据等的高速发展提供材料与技术支持.但磁性斯格明子同时存在需要磁场稳定以及电流驱动下斯格明子霍尔效应引起偏转等缺点,严重阻碍了其在实际器件中的应用,因此探索新型拓扑磁畴结构和适宜应用的材料体系成为研究的关键.本文将重点介绍自2013年理论预言磁畴壁斯格明子以来,利用高分辨率洛伦兹透射电子显微镜原位实空间发现并研究磁畴壁拓扑麦纫和磁畴壁斯格明子的实验工作.首次在范德瓦耳斯Fe5–xGeTe2二维磁性材料中发现温度诱发的180°磁畴壁转变为拓扑麦韧链,研究了磁畴壁麦纫态在外界电场、磁场作用下的集体运动行为,揭示了基于自旋重取向、磁畴壁限域效应以及弱相互作用下生成磁畴壁拓扑态的机制.在该机制指导下,设计制备了具有自旋重取向的GdFeCo非晶亚铁磁薄膜,不仅获得了磁畴壁麦纫,验证了生成机制的普适性,还成功实现了畴壁麦韧对到畴壁斯格明子的可逆拓扑转变,开辟了基于磁畴壁等内禀限域效应开展...  相似文献   

3.
丁贝  王文洪 《物理》2018,47(1):15-23
磁性斯格明子是一种具有拓扑保护的纳米尺度磁畴结构,其小尺寸、易被电流驱动、低能耗等优点使其成为磁信息存储和自旋电子学器件的核心候选材料,近年来备受人们关注。文章将着重介绍:(1)磁性斯格明子产生的机理;(2)探测磁性斯格明子的方法或者手段;(3)近期国际上研究的几种磁性斯格明子材料;(4)磁性斯格明子诱导产生新颖的霍尔效应——拓扑霍尔效应;(5)结论与展望。  相似文献   

4.
磁性斯格明子是一种非平庸的拓扑磁结构,它能够在具有Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用的手性磁体中稳定存在,其静态以及动态特性与其结构特征息息相关.然而,一般情况下斯格明子结构解析式并不存在.因此,许多研究者给出了近似解析式.本文介绍了使用符号回归算法探索磁性斯格明子结构解析式的新方法,在考虑DM相互作用和外部磁场对磁性斯格明子结构的影响下,使用符号回归算法得到了两个较为合适的近似解析式,其适用范围与占主导地位的相互作用有关.研究结果验证了符号回归算法在探索磁性斯格明子结构解析式的强大能力,为磁结构的解析式探索提供了新思路.  相似文献   

5.
徐桂舟  徐展  丁贝  侯志鹏  王文洪  徐锋 《物理学报》2018,67(13):137508-137508
磁性斯格明子由于拓扑的保护性,具有很高的稳定性和较小的临界驱动电流,有望应用于未来的赛道存储器件中.而在中心对称体系,由于偶极作用的各向同性,磁泡的拓扑性和螺旋度都呈现出多样性的特征.其中非平庸的磁泡即等同于磁性斯格明子.我们通过近期实验结果,结合微磁学模拟的方法,发现在中心对称体系中磁斯格明子的拓扑性会受到体系垂直各向异性的调控.另外在加磁场的演变过程中,会很大程度上依赖于基态畴的畴壁特性.磁场的倾斜或者一定的面内各向异性也会改变磁斯格明子的形态.通过对材料的基态磁结构及磁各向异性的调节,辅助以面内分量的控制,可以对基态磁畴、进而对磁斯格明子的拓扑性实现调控.这对磁斯格明子在电流驱动存储器件中的应用具有重要意义.  相似文献   

6.
磁性斯格明子的研究现状和展望   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
刘艺舟  臧佳栋 《物理学报》2018,67(13):131201-131201
磁性斯格明子是具有拓扑保护性质的纳米尺度涡旋磁结构.斯格明子主要存在于非中心对称的手性磁性材料以及界面镜面对称性破缺的磁性薄膜材料中.因具有实空间的非平庸拓扑性,磁性斯格明子展现出丰富新奇的物理学特性,例如拓扑霍尔效应,新兴电磁动力学等,为研究拓扑自旋电子学提供了新的平台.另一方面,由于其具有尺寸小,高稳定性和易操控的特性,磁性斯格明子在未来高密度,低能耗,非易失性计算和存储器件中也具有潜在应用.现阶段的研究已经初步发现一系列磁斯格明子材料,并证明能够通过电流操控室温下稳定的磁性斯格明子,但是室温下单个斯格明子的精确产生、湮灭以及探测在实验上仍具有挑战性.本文阐述了磁性斯格明子的基础理论以及动力学研究现状,并对现有的斯格明子材料和斯格明子的产生,湮灭以及探测方法进行了总结,最后还对未来磁性斯格明子的物理理论研究以及应用发展中的挑战和机遇进行了讨论.  相似文献   

7.
《物理》2017,(5)
磁性斯格明子是一种具有准粒子特性并且受拓扑保护的自旋结构。目前,磁性斯格明子已经在许多空间对称性破缺的磁性体系中被观测到。磁性斯格明子的拓扑性质可以通过拓扑霍尔效应、拓扑自旋动力学性质、拓扑湮灭等现象得到揭示。磁性斯格明子和电流之间极为有效的相互作用,使得磁性斯格明子非常有希望在自旋电子学相关领域得到应用。  相似文献   

8.
夏静  韩宗益  宋怡凡  江文婧  林柳蓉  张溪超  刘小晰  周艳 《物理学报》2018,67(13):137505-137505
磁斯格明子是一种具有准粒子特性的拓扑纳米磁畴壁结构.由于磁斯格明子具有较好的稳定性和新奇的动力学特性,并可被磁场、电场、电流等方式调控,有望成为高密度、低耗能、非易失性信息存储及逻辑运算的新兴信息载体.自2009年磁斯格明子首次被实验观测到至今,已有多种基于磁斯格明子的器件概念和原型器件被提出.本文对基于磁斯格明子应用的研究进展进行综述,对现阶段几种具有代表性的磁斯格明子器件应用进行简要介绍、分析和总结,包括基于磁斯格明子的赛道存储器件、逻辑计算器件、类晶体管功能器件和纳米级微波振荡器;同时阐述了几种可能的通过磁斯格明子表达二进制信息元的方法;并展望了磁斯格明子的其他潜在应用以及未来基于磁斯格明子器件应用的发展方向.  相似文献   

9.
李文静  光耀  于国强  万蔡华  丰家峰  韩秀峰 《物理学报》2018,67(13):131204-131204
磁性斯格明子由于具有拓扑保护、尺寸小、驱动电流密度低等优异的属性,有望作为未来超高密度磁存储和逻辑功能器件的信息载体.为了满足器件中信息写入和读取的基本要求,需要在室温下实现斯格明子的精确产生、操控和探测.该综述简要介绍最近我们针对上述问题取得的一系列研究进展,包括:1)证明可以通过控制磁性薄膜材料的垂直磁各向异性在室温下产生斯格明子,并进一步在基于反铁磁的薄膜异质结中发现了室温、零磁场下稳定存在的斯格明子;2)证明能够利用电流产生的自旋轨道力矩操控斯格明子,并进一步制备出一种基于斯格明子的原理型器件,实现了利用电学方式产生和操控数量可控的斯格明子.  相似文献   

10.
范开泉  梁雪  周艳 《物理》2023,(1):21-29
近年来,磁性斯格明子在自旋电子学这门新兴学科中成为了一个重要的研究热点,备受人们关注。它是一种受拓扑保护的稳定自旋结构,具有尺寸小、退钉扎电流密度低和易操控等特点。与传统的磁畴壁、磁泡或者磁涡旋相比,磁斯格明子更有望作为数据信息的载体应用于未来的自旋电子学设备中,不仅可以大幅度地缩减器件的尺寸、降低能耗,同时也能确保信息的非易失性。文章重点介绍了磁性斯格明子在信息技术领域中的主要应用前景,比如信息存储、逻辑运算和神经形态计算等。  相似文献   

11.
李小影  黄灿  朱岩  李晋斌  樊济宇  潘燕飞  施大宁  马春兰 《物理学报》2018,67(13):137101-137101
根据密度泛函理论的第一性原理计算了具有非中心反演对称的异质结δ-(Zn,Cr)S(111)体系的原子结构和电子结构.Cr原子之间通过第一层S原子传递磁性相互作用.结合广义布洛赫条件,又进一步计算了反方向的自旋螺旋能量与波矢的色散关系E(q)与E(-q).E(q)与E(-q)能量之差反映了δ-(Zn,Cr)S(111)的S层与Cr层之间空间反演对称性破缺引起的DMI的大小.通过海森伯相互作用(HBI)模型与Dzyaloshinsky-Moriya作用(DMI)模型拟合第一性原理计算值,得到了Cr原子间各近邻的HBI参数J_1-J_4与DMI参数d-_1,d_2.在δ-(Zn,Cr)S(111)中,Cr原子间的耦合为M型反铁磁.DMI参数d_1为-0.53 meV,为顺时针手性DMI,在δ-(Zn,Cr)S(111)界面上有可能会产生斯格明子.本文计算表明,磁性和非磁性半导体界面有可能存在DMI,为理论研究和磁存储技术的进步开拓一个新的方向.  相似文献   

12.
黄灿  李小影  朱岩  潘燕飞  樊济宇  施大宁  马春兰 《物理学报》2018,67(11):117102-117102
用密度泛函理论的第一性原理计算程序VASP在广义布洛赫条件下计算了Co/h-BN反方向的自旋螺旋能量与波矢的色散关系E(q)与E(-q).E(q)与E(-q)能量之差反映了Co/h-BN界面上下层之间空间反演对称性破缺引起的Dzyaloshinsky-Moriya相互作用(DMI)的大小.通过海森伯作用(HBI)模型与DMI模型拟合计算值,得到Co原子间各近邻的HBI参数J_1—J_4及DMI参数d_1,d_2.在Co/h-BN中,J_1为负值起完全主导作用,J_3比J_1小一个量级,其他参数接近于0.因此,Co/h-BN的基态是三角反铁磁,而DMI很微弱.根据这种性质,h-BN可以作为其他DMI界面的覆盖层.  相似文献   

13.
Hall effects of electrons can be produced by an external magnetic field, spin–orbit coupling or a topologically non-trivial spin texture. The topological Hall effect (THE) – caused by the latter – is commonly observed in magnetic skyrmion crystals. Here, we show analogies of the THE to the conventional Hall effect (HE), the anomalous Hall effect (AHE), and the spin Hall effect (SHE). In the limit of strong coupling between conduction electron spins and the local magnetic texture the THE can be described by means of a fictitious, “emergent” magnetic field. In this sense the THE can be mapped onto the HE caused by an external magnetic field. Due to complete alignment of electron spin and magnetic texture, the transverse charge conductivity is linked to a transverse spin conductivity. They are disconnected for weak coupling of electron spin and magnetic texture; the THE is then related to the AHE. The topological equivalent to the SHE can be found in antiferromagnetic skyrmion crystals. We substantiate our claims by calculations of the edge states for a finite sample. These states reveal in which situation the topological analogue to a quantized HE, quantized AHE, and quantized SHE can be found.  相似文献   

14.
黄海  李伟锋 《物理学报》2013,62(21):217501-217501
自旋s=1的海森堡反铁磁链材料LiVGe2O6的磁化率以及 核磁共振实验表明该材料在临界温度约为22 K时由顺磁相转变为反铁磁Néel相, 且低温磁激发谱存在能隙. 本文在已有模型哈密顿量的基础上提出了一个低能场论模型——Ginzburg-Landau理论来描述 这一反铁磁链材料, 并运用这一理论讨论了LiVGe2O6由于自发对称性破缺导致的有限温度相变及 相应的磁化率变化情况, 理论计算很好地解释了现有的实验结果. 关键词: 海森堡模型 σ模型')" href="#">O(3)非线性σ模型 有限温度相变  相似文献   

15.
The low energy and low temperature behavior of a few finite size Kagome clusters, including mixed spin systems of S=1/2 and S=1, with the nearest neighbor Heisenberg antiferromagnetic model is studied under the influence of out-of-plane Dzyaloshinskii?Moriya interactions (DMI) within the exact diagonalization formalism. The ground state of all the finite size systems is found to be present in the lowest spin sector with a finite gap to the lowest magnetic excitation irrespective of the strength of out-of-plane DMI. The energy level structures within the non-magnetic ground state and the lowest magnetic state have been studied for all the systems as a function of DMI. The characteristic signature of such low-lying non-magnetic excitations is reflected in the low temperature behavior of the specific heat. It is also found that the ground state chiral structure (characterized by the vector chiral order of the system) in the xy-plane shows sharp changes as a function of out-of-plane DMI at level crossing or avoided crossing regions. The in-plane spin ordering for each system is also studied with the estimation of static structure factor as a response to the varying strength of DMI.  相似文献   

16.
In the simplest little Higgs model (SLH), we study the spin correlations in the top quark pair production at the LHC and ILC. We find that the SLH always suppresses the tt spin correlations compared to the SM values. At the LHC, the suppression can be over 10% for mZ' < 750 GeV. The SLH prediction value is outside the 1σ range of the experimental data from ATLAS, and within 1σ range of the experimental data from CMS. At the ILC, the SLH can sizably suppress the tt spin correlation for mZ' approaching the center-of-mass energy √s. For example, the maximal suppression can reach -22.5%, -14.5%, and -9.5% for √s=500 GeV, 800 GeV, and 1000 GeV, respectively. Therefore, the tt spin correlation at the ILC can be a sensitive probe for the SLH.  相似文献   

17.
聂国熹  田文佳  黄吉平  顾国庆 《中国物理 B》2016,25(6):67202-067202
Based on a first-principles approach,we establish an alternating-current(AC) relaxation theory for a rotating metallic particle with complex dielectric constant ε_α=ε_α-iσ_α/ω_0.Here εα is the real part,σ_α the conductivity,ω_0 the angular frequency of an AC electric field,and i=-1~(1/2).Our theory yields an accurate interparticle force,which is in good agreement with the existing experiment.The agreement helps to show that the relaxations of two kinds of charges,namely,surface polarized charges(described by ε_α) and free charges(corresponding to σ_α),contribute to the unusually large reduction in the attracting interparticle force.This theory can be adopted to determine the relaxation time of dynamic particles in various fields.  相似文献   

18.
In the dilute alloys (La1-xNdx)Sn3 a large anomalous contribution to the zero field Hall constant has been found, which is proportional to the magnetic susceptibility of the Nd3+ ions. On the other hand no corresponding effect appears in (La1-xGdx)Sn3. We conclude that the observed anomalous Hall effect is due to the orbital exchange scattering of the conduction electrons by the Nd-impurities. The coupling energy of this interaction is found to be of the same order of magnitude or even larger than that of the isotropic spin exchange interaction  相似文献   

19.
Pumping of charge current by spin dynamics in the presence of the Rashba spin-orbit interaction is theoretically studied. Considering a disordered electron, the exchange coupling and spin-orbit interactions are treated perturbatively. It is found that the dominant current induced by spin dynamics is interpreted as a consequence of the conversion from spin current via the inverse spin Hall effect. We also find that the current has an additional component from a fictitious conservative field. The results are applied to the case of a moving domain wall.  相似文献   

20.
A study of the likelihood of quantum breathers in a quantum Heisenberg spin system including a Dzyaloshinsky-Moriya interaction (DMI) is done through an extended Bose-Hubbard model while using the scheme of few body physics. The energy spectrum of the resulting Bose-Hubbard Hamiltonian, on a periodic one-dimensional lattice containing more than two quanta shows interesting detailed band structures. From a non degenerate, and a degenerate perturbation theory in addition to a numerical diagonalization, a careful investigation of these fine structures is set up. The attention is focussed on the effects of various interactions that are; the DMI, the Heisenberg in-plane (X, Y) as well as the out of plane exchange interaction on the energy spectrum of such a system. The outcome displays a possibility of an energy self-compensation in the system. We also computed the weight function of the eigenstates in direct space and in the space of normal modes. From a perturbation theory it is shown that the interaction between the quanta leads to an algebraic localization of the modified extended states in the normal-mode space of the non-interacting system that are coined quantum q-breathers excitations.  相似文献   

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