摘要:磁性 skyrmion 是具有非平凡自旋拓扑和新颖物理特性的涡旋状自旋结构,有望成为新型自旋电子应用的基本构建块。长期以来,人们一直提出合成反铁磁体 (SAF) 中的 Skyrmion 比铁磁材料中的 Skyrmion 具有许多优势,而铁磁材料不受尺寸和有效操控的基本限制。因此,人们热切地追求在 SAF 中实验实现 skyrmion。在这里,我们展示了用洛伦兹透射电子显微镜在 SAF [Co/Pd]/Ru/[Co/Pd] 多层中在室温下观察到的零场稳定磁性 skyrmion,其中 SAF 的未补偿矩为 skyrmion 表征提供了媒介。分别通过磁场和电磁协调方法观察到了孤立的 skyrmion 和高密度 skyrmion。即使电流和磁场都被移除,这些产生的高密度 skyrmion 仍保持零场。在 SAF 中使用 skyrmion 将推动基于自旋拓扑的实用非易失性存储器的发展。关键词:skyrmion、合成反铁磁体、电磁协调方法、Ruderman − Kittel − Kasuya − Yosida 相互作用
二维(2D)电子系统中的表面等离子体引起了人们对其有希望的轻质应用的极大关注。然而,由于难以在正常的2D材料中同时节省能量和动量,因此表面等离子体的激发,尤其是横向电(TE)表面等离子体。在这里我们表明,从Gigahertz到Terahertz机制的TE表面等离子体可以在混合介电,2D材料和磁体结构中有效地激发和操纵。必需物理学是表面自旋波补充了表面等离子体激发的额外自由度,因此大大增强了2D培养基中的电场。基于广泛使用的磁性材料,例如Yttrium Iron Garnet和Difuluoride,我们进一步表明,等离子体激发在混合系统的反射光谱中表现为可测量的浸入,而浸入位置和浸入深度可以通过在2D层和外部磁性磁场上的电气控制很好地控制。我们的发现应弥合低维物理学,等离子间和旋转的领域,并为整合等离子和旋转器设备的新颖途径打开新的途径。
采用非平衡格林函数方法结合戴森方程技术,理论研究了与具有强自旋轨道相互作用的拓扑超导或半导体纳米线连接的量子点(QD)中的自旋塞贝克效应(SSE)特性。低温下,在拓扑超导或半导体纳米线末端制备马约拉纳零模(MZM),并以自旋相关的强度与QD杂化。我们认为QD在自旋热积累(SHA)的存在下耦合到两根引线,即引线中的温度自旋相关。我们发现,当QD与MZM中一个模式之间的杂化强度取决于电子自旋方向时,热电势就是自旋极化的,而通过改变SHA的大小可以有效地调节其自旋极化。通过适当改变 QD-MZM 杂化强度的自旋极化、SHA 的大小、点级或 MZM 之间的直接耦合,可以产生 100% 自旋极化或纯热能。我们的研究结果可能在高效自旋电子器件或 MZM 检测中得到实际应用,这些器件目前正在接受广泛研究。本模型在当前纳米技术的范围内,可用于高效自旋热电子器件。
存储器是当今电子系统中用于数据存储和处理的关键组件。在传统的计算机架构中,由于存储器之间在操作速度和容量方面的性能差距,逻辑单元和存储器单元在物理上是分开的,从而导致冯·诺依曼计算机的根本限制。此外,随着 CMOS 技术节点的演进,晶体管变得越来越小,以提高操作速度、面积密度和能源效率,同时提供更低的驱动电流。然而,嵌入式闪存和 SRAM 等主流技术正面临着重大的扩展和功耗问题。更密集、更节能的嵌入式存储器将非常可取,特别是对于 14 纳米或更小的先进技术节点。与操纵非磁性半导体中的电荷来处理信息的传统电子设备不同,自旋电子器件基于电子自旋,提供创新的计算解决方案。为了将自旋电子学融入到现有的成熟的半导体技术中,基于自旋的器件一般设计以磁隧道结为核心结构,起到磁随机存取存储器(MRAM)的作用。
量子材料提供了一个充满活力的操场,以挑战我们对复杂的新兴现象的理解,也是颠覆性下一代技术的重要基础。可以将理性材料设计,合成方法,超快光学控制以及实验和理论表征工具的持续进展部署在连续的动态反馈回路中,以探测复杂物质的基本性质并实现对其功能特性的可调控制。该研究主题展示了量子材料设计和控制中的最新工作,包括新的观察,预测和方法,使我们目前对其新兴特性的理解进一步了解。特别是,我们的研究主题包括有关从预测到综合到了解新材料的各种研究主题的四篇文章。Abarca Morales引入了一个框架,旨在分析和预测材料的结构和对称性,尤其是它们在应变下的演变方式。通过关注四个相互联系的八面体的相互作用和布置(许多量子材料中的常见基序),该模型提供了对特定材料功能的出现的见解,并促进了具有所需特征的化合物的合理设计。专注于材料特性,Han等。回顾了Spintronic应用中ABO 3过渡金属氧化物(TMO)的潜力。重点放在其独特的电子结构和量子状态上,讨论了强旋轨耦合和电子相关性之间的相互作用如何导致有效的电荷 - 自旋相互转换。Nixon等。Nixon等。它突出了通过外延应变和异质结构工程来调整这些特性的策略。提出了一项有关锶超导汞的新研究,为汞丰富化合物中的超导性提供了宝贵的见解,并应对合成这些材料的挑战
拓扑电荷在一系列物理系统中发挥着重要作用。具体来说,对磁性材料中实空间拓扑对象的观测主要限于 skyrmion - 具有幺正拓扑电荷的状态。最近,实验中报道了更多具有不同拓扑的奇异状态,如反 skyrmion、meron 或 bimeron 以及 3D 状态,如 skyrmion 弦、手性浮子和霍普夫子。沿着这些思路,实现具有高阶拓扑的状态有可能为拓扑磁性及其自旋电子学应用的研究开辟新的途径。本文报道了在范德华磁体 Fe 3 − x GeTe 2 (FGT) 的剥离薄片中观察到的此类自旋纹理(包括 skyrmion、skyrmionium、skyrmion bag 和 skyrmion sack 状态)的实空间成像。这些复合 skyrmion 可能来自浓缩成条状域结构的种子环状状态,这证明了在剥离的 2D 磁体薄片中实现具有任意整数拓扑电荷的自旋纹理的可能性。形成机制的普遍性质促使人们在已知和新磁性材料中寻找复合 skyrmion 状态,这可能会揭示更丰富的高阶拓扑对象光谱。
氧化物异质结构中的界面电荷转移产生了丰富的电子和磁现象。设计异质结构,其中一个薄膜成分表现出金属-绝缘体转变,为静态和动态控制此类现象开辟了一条有希望的途径。在这项工作中,我们结合深度分辨的软 x 射线驻波和硬 x 射线光电子能谱以及偏振相关的 x 射线吸收光谱,研究了 LaNiO 3 中的金属-绝缘体转变对 LaNiO 3 /CaMnO 3 界面处电子和磁态的影响。我们报告了在金属超晶格中直接观察到的界面 Mn 阳离子的有效价态降低,该超晶格具有高于临界的 LaNiO 3 厚度(6 个晶胞,uc),这是由流动的 Ni 3 deg 电子向界面 CaMnO 3 层中的电荷转移促成的。相反,在厚度低于临界值 2u.c. 的 LaNiO 3 绝缘超晶格中,由于界面电荷传输受阻,整个 CaMnO 3 层中观察到 Mn 的有效价态均匀。切换和调节界面电荷传输的能力使得能够精确控制 LaNiO 3 /CaMnO 3 界面上出现的铁磁状态,因此对下一代自旋电子器件的未来设计策略具有深远的影响。
The outcomes of computational study of electronic, magnetic and optical spectra for A 2 BX 6 (A = Rb; B = Tc, Pb, Pt, Sn, W, Ir, Ta, Sb, Te, Se, Mo, Mn, Ti, Zr and X = Cl, Br) materials have been proceeded utilizing Vanderbilt Ul- tra Soft Pseudo Potential (US-PP) process.RB 2 PBBR 6和RB 2 PBCL 6被发现是一个()半导体,能量差距分别为0.275和1.142 eV,使它们成为有前途的光伏材料。已证实了RB 2 BX 6(B = TC,W,W,IR,TA,MN,SB,MO)的材料的金属材料,显示了进行谱系的出席率。发现介电函数靠近紫外线区域(3.10-4.13 eV)。RB 2 BX 6的灭绝系数具有用于侵犯的能力。状态的带结构和密度确保磁性半导体的性质2 Mn(Cl,Br)6个钙钛矿。RB 2 MNCL 6和RB 2 MNB 6的总计算磁矩为3.00μβ。先进的自旋技术需要室温的铁磁性。目前的工作证实,溴和氯的双钙钛矿对光伏和光电设备具有极大的吸引力。
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。
常规的超导电子[1]依赖于超导电线和不同类型的弱环节的超电流和准粒子电流转移的相结合。这些组合可以实现各种功能性IES,例如磁力测定法[2],电流或电压放大器[3],电压标准标准[4],以及基于电阻[5]的检测器或依赖于系统的非平衡状态的电感[6]。与他们的半导体库型相比,超导电子设备缺乏基本元素:非二极管设备,例如二极管或热电元素。不存在非股骨能力可以归因于超导状态的内在电子 - 孔对称性。然而,这种对称性可以使用磁和超导元件的组合[7,8],从原则上讲,它可以实现强大的非重生或功绩的热电图。这些现象可用于创建超导旋转隧道二极管[9],用于超导逻辑和低温记忆的构件,或诸如超导向器 - forromagnet热磁性检测器(Suptrops-Inctife in Astrackect in Astrocke in Astrops-Ickmicys)的新颖类型的检测类型,例如超过forromagnet theroeecnet theroelec-teric tric检测器[10] ],例如,在安全成像中使用了Terahertz-radadiation感测[12]。非常明显,在SFTED中,吸收的辐射直接生成所需的测量信号,而无需单独的偏置电流或电压。