磁畴壁拓扑结构研究进展

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Fe_5–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...     

为拓扑绝缘体穿上红磁畴

正在中土大地,一些冷角通过各种炒作模式变成明星的戏码经常上演,倒了很多国人胃口。但是,也有一些灰姑娘通过自身魅力展示而成为耀眼明星的范例,这靠的是实力和蕙质兰心。物理学中属于后者的实例正在开始多起来,比如量子反常霍尔效应、比如中微子、比如铁基超导、也比如最近的味儿半金属。这是中国科学界甚至是百姓生活中不是很多见的正能量。在成为明星之前,大概鲜有雅贤明白啥是量子反常霍尔效应、啥是中微子,但薛其坤们让前者如花似玉、王贻芳们让后者芳草如茵。我们     

管状和闭合磁畴壁的拓扑分类

本文从拓扑学角度,对管状磁畴壁和闭合磁畴壁静态结构的分类问题,做了统一处理。这两种磁畴壁的同伦类集合G_W⁽ⁿ⁾和G_W⁽ⁿ⁾,分别与S²→S²和S³→S²的n+1基点连续映射的相对同化类集合是一一对应的,因而构成同构于整数加群Z的群,分别称为n式管壁群和n式闭壁群。重新讨论了Slonczewski等人定义的“绕数”,找出了用它表征管壁 关键词：     

一种新的C60二维畴拓扑结构

利用低温扫描隧道显微镜对吸附在硫醇膜表面的二维C60岛进行研究,首次观察到化学键分辨的C60分子结构,并发现一种新型的C60二维取向畴界,这种畴界仅仅由于两边C60分子的取向不同而存在,附近没有结构缺陷,畴界附近C60阵列的位置平移序和键取向序都得到了保持。     

二元晶体中缺陷所引起的位移畴

借助于应变晶体的弹性偶极子模型,把二元晶体中的每一个原子都视为一弹性偶极子。它们有不同的等效偶极矩,在晶体内其他强内应力源,如位错、包裹物等所产生的应力场中受到不同的作用力,因而产生不同的位移,形成了不同形状的畴。它决定于永久偶极矩及感生偶极矩的相对大小和内应力源所产生的应力场的分布。本文分别给出了二元晶体中在刃位错、螺位错、包裹物和挤列等的应力场作用下出现的畴图样。它们呈各种形式排列的花瓣状图形。在适当的条件下,它们可以被观察到。结果还表明了压力对相变的影响。 关键词：     

铁电纳米结构中奇异极化拓扑畴的研究新进展

铁电体中极化拓扑畴(如涡旋畴)有望带来一系列新颖物理现象、新性能和新应用前景(如存储器件应用),从而引起了广泛兴趣.尤其是近年来在铁电纳米结构中发现了一系列有趣的新奇极化拓扑畴态,例如涡旋、中心畴、斯格明子、麦韧(Meron,也有称半子)等,引发了新一轮探索热潮.这些发现为进一步探索其中蕴含的丰富多彩的物理现象创造了条件,也为调控和设计高性能材料和器件提供了新的基元和序构,从而形成拓扑电子学的概念.过去十年,这一领域经历了快速发展,成长为铁电物理领域的前沿热点.本文将回顾近年来在铁电纳米结构中奇异极化拓扑畴的研究新进展,并简要讨论了该领域所存在的问题和潜在发展方向.     

一种新的C_(60)二维畴拓扑结构

利用低温扫描隧道显微镜对吸附在硫醇膜表面的二维C60岛进行研究,首次观察到化学键分辨的C60分子结构,并发现一种新型的C60二维取向畴界.这种畴界仅仅由于两边C60分子的取向不同而存在,附近没有结构缺陷,畴界附近C60阵列的位置平移序和键取向序都得到了保持.     

磁性材料的磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构

首先简要地介绍了磁性材料中磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构以及相互之间的关系. 一方面, 磁畴结构由材料的磁结构、内禀磁性和微结构因素决定; 另一方面, 磁畴结构决定了材料磁化和退磁化过程以及技术磁性. 拓扑学与材料物理、材料性能的联系越来越紧密. 最近的研究兴趣集中在一些拓扑磁性组态, 如涡旋、磁泡、麦纫、斯格米子等. 研究发现这些拓扑磁结构的拓扑性质与磁性能密切相关. 然后从尺寸效应、缺陷、晶界三个方面介绍国际学术界在磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构方面的进展. 最后介绍了在稀土永磁薄膜材料的微观结构、磁畴结构和磁性能关系、交换耦合纳米盘中的拓扑磁结构及其动力学行为方面的工作. 通过对文献的评述, 得到以下结论: 开展各向异性纳米复合稀土永磁材料的研究对更好地利用稀土资源具有重要的意义. 可以有目的地改变材料的微结构, 可控地进行磁性材料的磁畴工程, 最终获得优秀的磁性能. 拓扑学的概念正在应用于越来越多的学科领域, 在越来越多的材料中发现拓扑学的贡献. 研究磁畴结构、拓扑磁性基态或者激发态的形成规律以及动力学行为对理解量子拓扑相变以及其他与拓扑相关的物理效应是十分重要的. 也会帮助理解不同拓扑学态之间相互作用的物理机制及其与磁性能之间的关系, 同时拓展拓扑学在新型磁性材料中的应用.     

拓扑缺陷形成规律的激光束模拟

利用环形排列的相互作用激光束作为一种探索拓扑缺陷及无序结构的新模型体系,演示了一些看来不相关体系的各种现象。     

有序介质中缺陷的拓扑理论

本文评述介绍了有序介质中缺陷的拓扑理论,着重于表述同伦论的数学框架并讨论了几个理想的可解的例。     

有序介质中缺陷的拓扑理论

本文评述介绍了有序介质中缺陷的拓扑理论,着重于表述同伦论的数学框架并讨论了几个理想的可解的例。     

温度、缺陷对磁畴壁动力学行为的影响

基于Landau-Lifshitz-Gilbert自旋动力学方法,研究了磁纳米条中缺陷、温度对其电流驱动磁畴壁移动性质的影响.研究结果表明:缺陷能有效钉扎电流对磁畴壁的驱动作用,并且其钉扎能力依赖于其缺陷浓度、位置及形态.而温度能有效地去钉扎.特别地,缺陷处的焦耳热能有效地消除其缺陷对磁畴壁的钉扎作用.进一步的研究表明:其影响磁畴壁移动的缘由在于缺陷、温度能有效调节磁纳米条中磁畴壁的面外磁化强度.     

拓扑光学体系中合成维度方法的进展

光子学中的合成维度是近年来微纳光学和拓扑光子学的研究热点.通常意义上,一个光学系统的物理维度受限于其空间几何维度,因此极大地制约了光学系统所支持研究的物理现象.而研究者通过引人合成维度,可以突破几何维度对物理系统维度的制约,研究高维空间的物理问题.同时,合成维度的高度可控性和选择的丰富多样性,为简化系统设计、观察高维物...     

磁畴壁手性和磁斯格明子的拓扑性表征及其调控

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.     

各向同性板中盲孔缺陷的兰姆波拓扑成像

将拓扑成像用于各向同性板中盲孔缺陷的兰姆波检测。由于缺陷关于板中面是非对称的,兰姆波模式转换的影响不能忽略。成像方法是基于无缺陷参考媒质中两个超声场(直接声场和伴随声场)的计算。以传感器激励信号为声源,计算直接声场;以盲孔引起的兰姆波散射信号为声源,计算伴随声场。拓扑成像通过直接声场与伴随声场的相乘,可消除无缺陷处多模式混叠的干扰,提高成像分辨率。建立有限元模型,通过不同时刻的瞬态声场图可视化地显示多模式兰姆波在缺陷处的聚焦过程,揭示拓扑成像方法的物理机理。数值结果表明,相对于经典的延迟求和以及时间反转方法,拓扑成像对盲孔缺陷有更强的适应能力。即使对于复杂的包含模式转换的兰姆波信号,拓扑图像的质量依然没有受到影响。文中提出的成像方法对板类结构中非对称缺陷的兰姆波检测具有一定的应用潜力。     

纳米晶永磁中面缺陷对畴壁钉扎机理的研究

畴壁钉扎模型的矫顽力可以表示为Hc=αpink2K1/μ0Ms-NeffMs，计算了微结构参数αpink随面缺陷内磁性参数A′和K′1的变化情况.结果表明，αpink可以在很宽的范围里取值.结合纳米单相Nd2Fe14B磁体，研究了晶粒边界的磁性参数和晶界厚度对αpink的影响，当A′/A=05，K′1/K1=01，以及晶界厚度r0＝332nm时，αpink最大.同时研究了纳米复相Nd2Fe14B/α-Fe磁体的αpink随α-Fe晶粒尺寸r0的变化情况，当r0＝7nm时，αpink最大. 关键词： 面缺陷 矫顽力 钉扎机理 纳米晶     

拓扑成像法的分层波导结构内部缺陷检测

将拓扑成像理论应用于分层波导结构,分析拓扑成像法在分层波导结构缺陷检测方面的应用可行性。首先,对拓扑梯度的表达式进行理论推导,阐述拓扑成像的基础理论和成像原理,对于厚度方向刚性连接的钢-铝双层板,本文结合实际检测需求,提出了优化的拓扑梯度表达式。然后,使用ANSYS有限元软件建立声场计算模型,根据优化的拓扑梯度表达式计算了直接问题和伴随问题两种情况下的声场分布,验证拓扑成像理论的可靠性。结果表明,拓扑成像方法可以准确定位钢-铝双层板中单缺陷和多缺陷,且具有良好的检测分辨率和定位精度,说明拓扑成像法对分层波导结构中的缺陷检测具有可行性。     

你老了吗?

你宁肯等待乘拥挤的电梯而不爬空着的楼梯;你看8有时象3或看3象8;夏日海滨度假,你宁肯坐在沙滩上而不愿下水;为防止第二天感觉不舒服而早早离开令人愉快     

拓扑缺陷的不同分布对单壁碳纳米管电学性能的影响

在紧束缚近似基础上,利用扩展的Su-Schriffer-Heeger(SSH)模型,在实空间研究了在完整的"zigzag"碳纳米管中分别引入5/7,5/6/7,5/6/6/7拓扑缺陷所构成的(9,0)-(8,0),(9,0)-(7,0)和(9,0)-(6,0)三种异质结的电学性能.通过研究表明:这些拓扑缺陷不仅改变碳管的直径,而且支配费米能级附近的电学行为.并计算了(9,0)-(8,0),(9,0)-(7,0)和(9,0)-(6,0)系统的电子态密度,对这3种异质结的能带结构和电子态密度进行了比较.结果表明:五边形和七边形在碳管中分布的不同对碳管电学性能的影响明显不同.因此,可以研制出基于这些异质结的不同的电子器件基元.     

拓扑缺陷对单壁碳纳米管电子结构及其光学光谱的影响

应用密度泛函理论计算了半导体型单壁碳纳米管(7,0)和(8,0)以及其发生镜像对称和非镜像对称Stone-Wales形变、形成异质结(7,0)—(8,0)情况下的能带结构、吸收光谱、反射光谱,并对计算结果进行了比较。研究发现： 引入拓扑缺陷态后,碳纳米管的能带结构发生了明显的变化,费米能级在不同缺陷情况下移动方向不一致;碳管的吸收和反射明显减弱且吸收峰和反射峰在低能区发生红移现象;在光子能量约为E=13 eV处各碳管的吸收谱和反射谱中均出现一特征峰,并且在引入缺陷以后该特征峰向高能区移动。文章对计算结果进行了分析和探讨,可望利用这种拓扑缺陷的引入而产生的光电特性来设计碳管光电器件。