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印度孟买理工学院物理系
KG Suresh 研究领域：磁学和自旋电子学、拓扑物质、磁性 Skyrmions 过去几年，我的主要研究工作是识别用于包括自旋电子学在内的多功能应用的新型和潜在材料。为此，我们主要关注 Heusler 合金系列。这项工作涉及各种常规表征技术，以及一些先进和复杂的设施，例如同步辐射。我们已成功识别出一些用于半金属铁磁体、自旋无间隙半导体、双极磁性半导体和自旋半金属的潜在材料。这是通过将实验结果与理论研究相结合而实现的。从这个角度来看，还有更多的系统需要探索。最近，我们还开始关注拓扑半金属，也称为新型量子材料，其特征是块体和表面的性质不同。它们具有由块体能带结构的拓扑引起的不同表面状态。拓扑狄拉克或韦尔半金属在称为狄拉克点或韦尔点的点周围表现出线性色散。其中一个可以寻找此类材料的家族是 Heusler 合金。拟议的工作主题
社论：纳米材料的光学和机械表征的最新趋势
具有纳米级尺寸，高密度和低能消耗的未来自旋设备的希望激发了人们对范德华的异质结构的搜索，从而稳定拓扑受保护的旋转自旋纹理，例如磁性天空和域壁。将这些引人注目的特征转化为实用的设备，一个关键的挑战在于实现对磁各向异性能量的有效操纵和Dzyaloshinskii-Moriya（DM）相互作用，这是确定天空的两个关键参数。通过第一个原理计算，我们证明了二维Fe 3 Gete 2 /in in 2 Se 3中的极化诱导的反转对称性的破裂，确实会导致界面DM相互作用。强的自旋轨道耦合触发Fe 3 Gete 2 /in 2 Se 3异质结构的磁各向异性。Fe 3 Gete 2中的磁各向异性和DM相互作用可以通过2 SE 3中的铁电偏振良好控制。这项工作为基于范德华异质结构的自旋设备铺平了道路。
室温下电产生和控制的反铁磁半 skyrmion
拓扑保护的磁性结构，如 skyrmion、半 skyrmion（meron）及其反粒子，构成磁序中的微小涡旋。它们是下一代存储设备中信息载体的有希望的候选者，因为它们可以利用电流诱导的自旋扭矩以极高的速度高效推进 [1, 2, 3, 4, 5, 6]。反铁磁体已被证明可以承载这些结构的版本，它们因其具有太赫兹动力学、无偏转运动和由于没有杂散场而改善的尺寸缩放的潜力而引起了广泛关注 [7, 8, 9, 10, 11, 12]。本文展示了拓扑自旋纹理、子和反子可以在室温下生成，并利用电脉冲在薄膜 CuMnAs 中可逆移动，CuMnAs 是一种半金属反铁磁体，是自旋电子应用的试验平台系统 [13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]。反铁磁子子电生成和操控是充分发挥反铁磁薄膜作为高密度、高速磁存储器件有源元件的潜力的关键一步。
手性磁体薄膜中嵌入的 Skyrmion 袋
磁性 skyrmion 是具有类粒子特性的拓扑非平凡自旋配置。早期研究主要集中于拓扑电荷 Q = − 1 的特定类型的 skyrmion。然而，二维手性磁体的理论分析已经预测了 skyrmion 袋的存在——具有任意正或负拓扑电荷的孤子。虽然这种自旋结构是亚稳态，但最近的实验观察证实了孤立 skyrmion 袋在有限范围的施加磁场中的稳定性。这里利用 Lorentz 透射电子显微镜展示了 B20 型 FeGe 薄板中 skyrmion 袋的非凡稳定性。特别是，结果表明，嵌入 skyrmion 晶格中的 skyrmion 袋即使在零或反转的外部磁场中也能保持稳定。提供了一种用于成核此类嵌入式 skyrmion 袋的强大协议。结果与微磁模拟完全吻合，并建立了立方手性磁体薄板作为探索宽谱拓扑磁孤子的有力平台。
通过堆叠工程实现正交扭曲二维 CrSBr 磁体中的可编程磁滞。
扭转二维范德华磁体可以形成和控制不同的自旋纹理，如 skyrmion 或磁畴。除了旋转角度之外，还可以通过增加形成扭转范德华异质结构的磁层数量来设计不同的自旋反转过程。在这里，A 型反铁磁体 CrSBr 的原始单层和双层被视为构建块。通过将这些单元旋转 90 度，可以制造对称（单层/单层和双层/双层）和不对称（单层/双层）异质结构。磁输运特性显示出磁滞的出现，这在很大程度上取决于施加磁场的大小和方向，不仅由扭转角度决定，还由形成堆栈的层数决定。这种高可调性允许在零场下切换易失性和非易失性磁存储器，并根据需要控制在负场或正场值下突然磁反转过程的出现。根据微磁模拟的支持，基于层中发生的不同自旋切换过程合理化了现象学。结果强调了扭转角和层数的组合是设计扭转磁体中自旋切换反转的关键要素，这对于自旋电子器件的小型化和实现新型自旋纹理很有意义。
PH-xxx 课程名称：自旋电子技术简介
主题代码：PH-xxx 课程名称：自旋电子技术简介 LTP：3-0-0 学分：3 主题领域：OEC 大纲：磁学基础知识：磁学类型、自旋轨道相互作用、偶极相互作用、交换相互作用、磁各向异性 自旋相关传输：异常霍尔效应、各向异性磁阻 (AMR)、巨磁阻 (GMR)、隧道磁阻 (TMR)、自旋阀 (SV)、磁隧道结 (MTJ)、磁场传感器（硬盘读取头、生物传感器） 磁化动力学：自旋转移扭矩 (STT)、自旋霍尔效应 (SHE)、自旋轨道扭矩 (SOT)、轨道霍尔效应 (OHE)、磁化切换、磁性 skyrmions 自旋电子器件：磁阻随机存取存储器 (MRAM) 技术 - STT-MRAM、SOT-MRAM、自旋扭矩和自旋霍尔纳米振荡器（STNO 和 SHNO）、自旋量热器、赛道存储器基于自旋的计算：纳米磁逻辑、自旋逻辑、基于振荡器的神经形态计算、自旋波计算。科目代码：PH-xxx 课程名称：太空探索 LTP：3-0-0 学分：3 学科领域：OEC 大纲：不同国家太空探索的历史、对太空技术的需求、对空间科学知识的需求、近地空间的等离子体、大气中的波、其他行星的大气/电离层、空间测量：主动和被动遥感和现场测量、轨道：开普勒行星运动定律、轨道类型、霍曼转移轨道、卫星通信和导航、空间技术的应用。
观察多效GDMN2O5
拓扑物理学一直是冷凝物理物理学中最活跃的领域之一，到目前为止，已经发现了一系列新兴现象，包括拓扑绝缘子，半法和超导体，以及它们相关的量子自旋旋转式霍尔效应和主要的巨大效果和大巨大效果等。[1 - 6]。实际上，作为数学的概念，拓扑可以明确或暗示主导各种物理行为，而不限于电子，声音，光子，光子谱带在动量空间中。拓扑结合和铁罗克系统的合并已经产生了一个完全不同的故事，即磁性和/或电动型电动型的真实空间纹理可以是拓扑的，包括天空，梅隆和涡流数量有整数绕组数[7-11]。最近，在一些多表演中已经揭示了拓扑物理学的另一个分支，该分支在特定的磁电（ME）过程中表现出拓扑的绕组行为。例如，对于四倍的钙钛矿TBMN 3 Cr 4 O 12，提出了拓扑不可取向的罗马表面来描述磁性诱导的极化（P）的三维轨迹[12,13]。另一个突破是ME在GDMN 2 O 5中的切换，该5响应磁性周期生成了半MN旋转的拓扑数[14]。有趣的是，这种受拓扑保护的我的过程可以理解为在量子水平上的me曲柄。
新闻和亮点
Trinanjan Datta博士，科学与数学学院的教职员工和生物物理学，最近发表于NPJ量子材料，这是自然期刊家族的一部分。本文以其新名称物理和生物物理学的成立标记了该部门的就职典礼。物理教师最初是化学和物理学联合部门的一部分，直到去年6月两家司令部分为单独的部门为止，该出版物是物理学教师进一步专业的重要一步。datta在本文中的研究涉及分子和晶体结构的手性，其图像不能将其图像彼此放在彼此之上，例如左手和右手，以及它如何影响其磁性。datta的最新研究表明，一种Achiral（可以对称地将图像放置在彼此顶部的结构）可以导致响应磁铁场的磁化措施。“除了由于存在磁性天空（扭曲的磁性自旋纹理）而在自旋电子学（Spintronics）和计算机存储器中的应用外，研究的磁性现象还可以提供其他技术应用，例如在计量和传感设备中，” Datta说。这篇文章作为加利福尼亚州劳伦斯·伯克利国家实验室和奥古斯塔大学之间的合作发表，达塔是研究的主要理论家。“与科学界分享我们关于新型未来一代磁性材料本质的新发现也很棒。”
量子技术材料：自旋和拓扑的路线图
量子力学推动了技术上有用的组件（例如晶体管、激光器、磁隧道结等）的发展，这些组件改变了我们的经济和社会。下一代量子技术 (QT) 将基于叠加和纠缠的物理学，需要开发能够支持这些效应的新材料。在本期《观点》中，我们重点关注自旋和拓扑的材料实现，作为未来 QT 中可利用的量子对象，为计算、传感、通信和信息存储的新策略奠定基础。在固态材料中，自旋自由度可用于单自旋极限，其中孤立自旋的光学和电子控制可以实现高保真度的相干控制和自旋操纵。最近，基于微妙但强大的相对论自旋轨道耦合的概念已经实现了几个令人兴奋的突破，包括实空间和动量空间中的拓扑自旋纹理。磁性 skyrmion 是一个标志性的例子；它们的拓扑保护在纳米尺度上实现了巨大的稳定性，从而引发了将它们用作信息载体的令人兴奋的提议。稳健的自旋纹理也出现在拓扑绝缘体的动量空间中，可以产生高效的自旋电荷转换。将自旋轨道耦合的物理特性和新型自旋纹理与超导性相结合，可以进一步发挥协同作用，利用材料的量子力学相并生成新的序参量。在窄带隙和宽带隙半导体中实现的电子自旋量子比特现在已经为纳米级光通信网络和传感提供了最有前途的平台之一。
基于周期性结构的隔音室
为有效控制声场提供了新途径。[1–4] 除了实现负折射率、[5] 超透镜、[6,7] 全息图[8] 和声学斗篷之外，[9] 最近的进展还包括开发非互易系统、[10] 拓扑绝缘体、[11,12] 非线性、[13] 可调、[14] 编码[15] 和可编程超表面。[16] 声学超表面也被探索为模拟计算的潜在平台[17]，计算机科学和人工智能的进步促进了设计程序，以实现超材料和超表面的理想特性。[18–21] 超材料也可用作探索量子概念类比的平台，如霍尔效应[22,23] 自旋特性、[24–27] skyrmions[28] 和旋转电子学。 [29] 声学超材料领域的一个发展中的分支致力于实现新型隔音系统。[30] 城市噪音污染日益严重是影响全球健康和生态环境的危险趋势之一。[31–35] 解决这个问题需要开发新的方法和材料，以实现宽带被动隔音。传统使用的系统通常以笨重的结构为代表，对建筑物和建筑物施加了严格的工程限制。[36] 噪音减轻的频率范围必须与所用材料的质量和体积相结合。此外，通风或光学透明度等一些关键特性通常与此类系统不相容。与传统的质量密度定律不同，超材料中声音的反射和衰减主要依赖于结构元素的周期性和形状，而不是它们的材料特性。超材料的一个重要选择是可以实现允许空气流动的结构。 [37–41] 各种设计包括穿孔膜、[42,43] 空间卷绕结构、[44–48] 和元笼 [49–51] 已被提出。尽管如此，尽管可实现的物理效应众多，声学超材料却很少在现实生活中得到应用。这些结构通常设计复杂，操作范围狭窄。在本文中，我们提出了一种隔音通风元室，允许光线进入内部区域。该室设计简单，便于制造和组装。同时，对材料的要求