补偿磁铁的物理学:抗铁磁铁,磁磁补偿的铁磁铁和合成反铁磁铁非常丰富,有时是独一无二的和出乎意料的。补偿磁铁中允许的新效果类型包括:超快(THZ)动力学,伪粘合元素,(自我)补偿的天空,交错的拓扑结构以及与自旋极化三胞胎超导性的兼容性。因此,补偿磁铁的使用构成了开发新的旋转组件的范式转移,超出了传统的铁磁体的可能性。这个特殊的收藏品为读者提供了最新的材料开发项目,探讨了尖端的基本物理和有希望的补偿磁铁应用。可以将其分为七个主题组,每个组都处理该学科的当前和快速增长的分支。
实际上手性分子充当了轨道角动量滤波器。[10,11] 通过改变基底,进行了多项实验来探测基底 SOC 的作用。[12] 但所得结果不足以确定 SOC 的作用,因为基底可能有其他影响,如费米能级相对于最高占据分子轨道和最低未占据分子轨道之间间隙的位置,以及极化率,这些可以决定界面处的电导率和势垒,从而影响观察到的自旋极化。在自旋电子学中,自旋从铁磁基底注入,人们研究了自旋极化对铁磁体磁化和用于驱动电流的电场之间的角度 𝜃 的依赖关系。角度依赖性源于磁阻的各向异性。 [ 13 ] 通常,研究发现自旋极化取决于 cos2𝜃。[ 14,15 ]
实际上手性分子充当了轨道角动量滤波器。[10,11] 通过改变基底,进行了多项实验来探测基底 SOC 的作用。[12] 但所得结果不足以确定 SOC 的作用,因为基底可能有其他影响,如费米能级相对于最高占据分子轨道和最低未占据分子轨道之间间隙的位置,以及极化率,这些可以决定界面处的电导率和势垒,从而影响观察到的自旋极化。在自旋电子学中,自旋从铁磁基底注入,人们进行了研究,探测自旋极化对铁磁体磁化和用于驱动电流的电场之间的角度 𝜃 的依赖关系。角度依赖性源于磁阻的各向异性。 [ 13 ] 通常,研究发现自旋极化取决于 cos2𝜃。[ 14,15 ]
发现2D材料的发现为设计具有指定属性的新材料开辟了前所未有的机会。在许多情况下,设计指导原理基于一种或另一种接近性效应,即电子相关性从一种材料到另一种材料的纳米级 - 渗透。在几层范德华(VDW)异质结构中,接近区域占据了整个系统。在这里,我们证明了2D超导体/铁磁体VDW异质结构的磁性和超导接近效应的物理学是由两种材料电子光谱的界面杂交的影响确定的。可以通过门控调整杂交程度,这使得能够实现高度可控性的接近效应。,我们表明,这允许在此类结构中进行超导性电气切换,以及控制超导光谱的Zeeman分裂的振幅和迹象,为Spintronics和Spin Caloritronics打开了有趣的机会。
磁绝缘子是通过利用镁电流来传播自旋信息的理想平台。但是,到目前为止,大多数研究都集中在Y 3 Fe 5 O 12(YIG)和其他一些铁磁性绝缘子上,而不是纯铁磁体。在这项研究中,我们证明了镁电流可以在EUS的薄膜中传播磁极。通过使用PT电极进行EUS的18 nm厚胶片中的局部和非局部转运测量,我们检测到由Spin Seebeck效应引起的热产生产生的镁电流。通过比较局部和非局部信号与温度(<30 K)和磁场(<9 t)的依赖性,我们确认了非局部信号的镁传输来源。最后,我们在EUSFIM(〜140 nm)中提取了镁扩散长度,这是与在同一纤维中测得的大吉尔伯特阻尼的良好对应关系。
强相互作用模型通常具有比能级一对一映射更微妙的“对偶性”。这些映射可以是不可逆的,正如 Kramers 和 Wannier 的典型例子所表明的那样。我们分析了 XXZ 自旋链和其他三个模型共有的代数结构:每平方梯子上有一个粒子的里德堡阻塞玻色子、三态反铁磁体和两个以之字形耦合的伊辛链。该结构在四个模型之间产生不可逆映射,同时还保证所有模型都是可积的。我们利用来自融合类别的拓扑缺陷和 orbifold 构造的格子版本明确地构建这些映射,并使用它们给出描述其临界区域的明确共形场论配分函数。里德伯阶梯和伊辛阶梯还具有有趣的不可逆对称性,前者中一个对称性的自发破坏会导致不寻常的基态简并。
尽管没有净磁化,但一种被称为Altermagnet的抗铁磁体(称为Altermagnets)表现出一种非偏见的自旋切割带结构,让人联想到𝑑波超导体。这种独特的特征可以在低温杂散的无磁场内存设备中利用,从而提供了达到高存储密度的可能性。我们在这里确定近端altermagnet如何影响常规the -thave单重管超导体的临界温度𝑇。考虑到双层和三层,我们表明这种杂交结构可以用作流浪场的自由记忆设备,通过旋转一个Altermagnet的néel矢量来控制临界温度,从而提供无限的磁磁性。此外,我们的研究表明,Altermagnetism可以与超导性共存,直至Altermagnetic Order的临界强度,以及对非磁性障碍的传导电子对传导电子的影响的鲁棒性,从而确保在现实实验性的实验条件下对近亲的持久性。
对由与拓扑绝缘体相邻的铁磁体组成的磁性双层中自旋电荷相互转换的实验研究,已报告了关于自旋电荷和电荷自旋转换效率的零散结果。为了调和这些相互矛盾的实验结果,我们开发了一种自旋电荷相互转换的现象学理论,该理论既解释了通过自旋电化学效应(也称为 Rashba-Edelstein 效应)进行的界面相互转换,也解释了通过自旋霍尔效应进行的体相互转换。我们发现,自旋电流泄漏到非磁性金属中在自旋到电荷和电荷到自旋转换过程中起着核心作用,从而导致不对称的相互转换过程。特别是,自旋到电荷的转换对非磁性金属中自旋电流吸收的敏感度远低于电荷到自旋的转换。这表明自旋泵送是一种比自旋轨道扭矩更可靠的提取界面 Rashba 参数的技术。
我们展示了如何在准一维海森堡反铁磁体 KCuF 3 中直接见证量子纠缠。我们将三种纠缠见证——单纠缠、双纠缠和量子 Fisher 信息——应用于其非弹性中子谱,并与有限温度密度矩阵重正化群 (DMRG) 和经典蒙特卡罗方法模拟的谱进行比较。我们发现每个见证都提供对纠缠的直接访问。其中,量子 Fisher 信息在实验上是最稳健的,并表明至少在 50 K 以下存在至少二分纠缠,相当于自旋子区边界能量的约 10%。我们将量子 Fisher 信息应用于更高自旋 S 海森堡链,并从理论上表明随着量子数的增加,可见证的纠缠被抑制到更低的温度。最后,我们概述了如何将这些结果应用于更高维量子材料以见证和量化纠缠。
因此与磁场成正比。异常霍尔效应 (AHE) 与铁磁体中的磁化有关,磁化通常源于动量空间中的 Berry 相。[3] 然而,发现一种新型霍尔效应既不依赖于磁场也不依赖于磁化。它起源于标量自旋手性 χ ijk = S i × ( S j × S k ),由非共面或非共线自旋配置(例如螺旋、畴壁或 skyrmion)产生。[3,5,6] 当传导电子穿过非共面自旋结构时,会在实空间中产生量子力学 Berry 相,并与虚拟磁场相关。该场是这种特殊霍尔效应的起源,称为拓扑霍尔效应 (THE)。 [3] 在大多数情况下,THE 的形成是由非零的 Dzyaloshinskii–Moriya 相互作用 (DMI) 驱动的,这需要强自旋轨道耦合 (SOC) 的存在和反演对称性的破坏。因此,由 skyrmions 诱导的 THE 首次在非中心对称的 B20 化合物(如 MnSi、MnGe 和 FeGe)中观察到。[7–10] 由于拓扑自旋的存在,THE