少原子层薄材料 [1–3] 的合成引发了大规模研究的火花,旨在操控其宏观特性。最近,二维磁有序材料也已生成。[4–7] 这些化合物的长程磁序似乎极易受到晶格畸变的影响,这是因为磁各向异性在稳定二维磁体中的长程有序方面发挥了作用。[8] 通过各种机制超快产生声子已被证明是在基本时间尺度上驱动和控制块体磁体自旋动力学的有力工具。[9–14] 这种途径也适用于范德华二维材料晶体,最近在铁磁 CrI 3 晶体中发现动态自旋晶格耦合就证明了这一点。 [15] 从自旋电子学角度来看,二维反铁磁体与铁磁体相比具有几个基本优势。主要优势在于基态更稳定,磁共振频率在 THz 范围内,比铁磁体高几个数量级。至关重要的是,反铁磁磁子与声子的耦合处于光学声子的能量范围内,这导致了最近有关二维反铁磁材料中杂化磁子-声子准粒子的报道。[16–20] 因此,光驱动的集体晶格模式具有在二维反铁磁体中光学控制长程磁序的潜力,这是基于已证实的可能性,即使光子能量远离其本征频率,也可以完全相干地驱动此类模式[21,22],也基于它们与磁子的强耦合。在此背景下,过渡金属三硫属磷酸盐(MPX3,其中M = Ni、Fe、Mn、... 和X = S、Se)代表了一类有趣的范德华反铁磁体。[23–26] 虽然据报道在独立的 NiPS3 块体单晶中 [27] 可以产生光学磁振子,但这种材料缺乏可扩展性到二维极限。事实上,实验证明,NiPS3 的单原子层在磁排序上与 MnPS3 [28] 和 FePS3 [25] 并无不同。
过渡金属二硫属化物 [1] (TMDC) 是一类具有 C-TM-C 堆积结构的新兴材料,其中 C 和 TM 分别表示硫属原子(例如 Se 或 S)和过渡金属原子(例如 Nb、W 或 Mo)。在过去十年中,TMDC 单层由于其独特的电子和光学特性而引起了广泛关注 [2–12]。此类准二维材料的六方晶体结构意味着其电子能带结构中存在不等价的 K 谷,从而产生了谷自由度和基于谷的电子功能(谷电子学)。[13] TM 原子提供大的自旋轨道耦合 (SOC),[14] 从而导致其他独特特性,例如自旋谷锁定、[15]
自从 Beaurepaire 等人发现超快退磁以来 [1],大量研究应用三温度模型 (3TM) 的变体来描述实验性超快磁化动力学。 [2–10] 通过引入瞬态电子、晶格和自旋自由度的有效温度(见图 1 d),3TM 使用三个耦合的微分方程来描述子系统之间的相互能量传递,为定量分析超快磁化动力学提供了一种直观的现象学方法。微观三温度模型 (M3TM) 改进了 3TM,通过 Elliott-Yafet 自旋翻转散射用磁化强度代替现象学自旋温度,考虑超快磁化动力学中的动量守恒。 [2] 此类公式与 Landau-Lifshitz-Bloch (LLB) 方程有关,其中与电子的耦合细节
微生物拥有高度进化的生存策略,这些策略已被用于解决药物输送问题。在肿瘤学中,“细菌作为药物”的概念可以利用化学疗法的直接细胞毒活性,同时还可以发展强大的治疗性抗癌免疫力。例如,溶瘤病毒 (OV) 可以选择性地感染和复制癌细胞,导致直接肿瘤细胞溶解以及诱导免疫原性细胞死亡 (ICD) 和抗肿瘤免疫。因此,OV 是一种新兴的癌症治疗方式,定位于生物疗法和免疫疗法的交界处。使用病毒的 OV 的应用,例如单纯疱疹病毒 (HSV)、水泡性口炎病毒 (VSV)、腺病毒 (Ad) 和安进的 T-VEC [1],这是 FDA 批准的第一个用于临床治疗黑色素瘤的 OV,
过渡金属二硫属化物 [1] (TMDC) 是一类具有 C-TM-C 堆积结构的新兴材料,其中 C 和 TM 分别表示硫属原子(例如 Se 或 S)和过渡金属原子(例如 Nb、W 或 Mo)。在过去十年中,TMDC 单层由于其独特的电子和光学特性而引起了广泛关注 [2–12]。此类准二维材料的六方晶体结构意味着其电子能带结构中存在不等价的 K 谷,从而产生了谷自由度和基于谷的电子功能(谷电子学)。[13] TM 原子提供大的自旋轨道耦合 (SOC),[14] 从而导致其他独特特性,例如自旋谷锁定、[15]
过渡金属二硫属化物 [1] (TMDC) 是一类具有 C-TM-C 堆积结构的新兴材料,其中 C 和 TM 分别表示硫属原子(例如 Se 或 S)和过渡金属原子(例如 Nb、W 或 Mo)。在过去十年中,TMDC 单层由于其独特的电子和光学特性而引起了广泛关注 [2–12]。此类准二维材料的六方晶体结构意味着其电子能带结构中存在不等价的 K 谷,从而产生了谷自由度和基于谷的电子功能(谷电子学)。[13] TM 原子提供大的自旋轨道耦合 (SOC),[14] 从而导致其他独特特性,例如自旋谷锁定、[15]
过渡金属二硫属化物 [1] (TMDC) 是一类具有 C-TM-C 堆积结构的新兴材料,其中 C 和 TM 分别表示硫属原子(例如 Se 或 S)和过渡金属原子(例如 Nb、W 或 Mo)。在过去十年中,TMDC 单层由于其独特的电子和光学特性而引起了广泛关注 [2–12]。此类准二维材料的六方晶体结构意味着其电子能带结构中存在不等价的 K 谷,从而产生了谷自由度和基于谷的电子功能(谷电子学)。[13] TM 原子提供大的自旋轨道耦合 (SOC),[14] 从而导致其他独特特性,例如自旋谷锁定、[15]
为了理解自旋流的基本限制并优化自旋注入过程,了解飞秒自旋注入的效率及其背后的微观机制是必不可少的。通过光诱导自旋流来操控磁化已经被证实,即超快退磁[3,6,7,9]以及小角度进动的激发,即GHz和THz自旋波。[12–14]尤其是,通过亚皮秒激光驱动的自旋流可以诱导自旋转移矩(STT),[14]而在重金属-铁磁体界面已经证明了通过圆偏振泵浦脉冲产生的光学自旋矩。[15,16]我们旨在通过结合时间分辨实验和从头算理论来产生微观见解,从而展示确定和提高自旋注入效率的方法,使未来的超快自旋电子学应用成为可能。至关重要的是,非平衡自旋注入集中在低于 100 fs 的脉冲中,从而产生具有高峰值强度的瞬态自旋电流。由于非平衡自旋注入是由光激发引起的,并且由自旋相关的电荷电流组成,因此不仅涉及费米能级附近的状态,还涉及其周围几个 eV 宽的能量区域中的状态,这些能量区域由泵浦激光脉冲的光子能量给出。这将非平衡自旋注入与在平衡条件下电驱动的磁振子自旋电流区分开来。[17–19]
高温超导 (HTS) 带可以通过非常细的导线传输非常大的电流,而且没有电阻。这意味着 HTS 带可以缠绕成不产生热量的轻质高场电磁铁。因此,HTS 电磁铁在太空领域非常有用,因为太空领域对尺寸和重量有极大的限制,而且很难通过辐射方式消散传统铜电磁铁产生的热量。因此,HTS 被认为是一种小型化技术,能够在小型卫星上产生高磁场,用于电力推进、辐射屏蔽、姿态控制和感应储能等应用。HTS 设备需要在低温下运行,通常在 77 K 或以下。使用电制冷机可以在太空中保持这些低温。制冷机的性质及其与 HTS 电磁铁的集成方式对 SWaP(尺寸、重量和功率)要求有重大影响。本文介绍了旨在集成到立方体卫星中的 HTS 电磁铁设计的建模和初步物理测试。这项工作采用数值建模和实验相结合的方法,研究了单个微型低温冷却器是否可以将 HTS 电磁铁冷却到临界温度以下。使用 Sunpower CryoTel MT 低温冷却器,重量仅为 2.1 千克,长度和直径分别仅为 243 毫米和 73 毫米,仅使用 40 W 的输入功率即可获得低于 75 K 的电磁铁温度,同时保持 40 °C 的热端温度。这表明 HTS 电磁铁可以使用微型单级低温冷却器在小型卫星上运行。
图 1. (a) 单个 CrSBr 层晶体结构的顶视图。青色、黄色和粉色球分别代表铬、硫和溴原子。连接 Cr 原子的箭头表示第一、第二和第三邻域的 J 1 、 J 2 和 J 3 磁交换相互作用。 (b) 相同 CrSBr 结构的侧面图,显示沿 b 的自旋方向。 (ch) 计算的最大局部化 Wannier 轨道。绿色箭头表示最相关的磁性超交换通道,即 J 1 (c、f)、J 2 (d、g) 和 J 3 (e、h) 的 t 2g -eg (FM)、t 2g -t 2g (AFM) 和 eg -eg (AFM)。