通过引入垂直磁化铁磁矩阵增强人工磁-spinice系统中的动态耦合
介观与纳米尺度物理
2024-11-25 v1
摘要
人工磁-spinice系统由由相互作用的铁磁纳米元素构成，为具有潜在用于GHz逻辑和神经形态计算的可重构磁声子系统提供了灵活平台。然而，纳米元素之间的弱偶极耦合严重限制了其功能。我们数值演示了在垂直磁化铁磁矩阵中嵌入的方形人工磁-spinice结构具有丰富的自旋波谱，这与单个人工磁-spinice系统不同。我们观察到纳米元素的第二阶模式与矩阵基本模式之间存在强磁子-磁子耦合，由显著的反交叉频率间隙支持。我们进一步表明，除了偶极耦合外，纳米元素与矩阵界面处的交换相互作用在这种混合态中发挥关键作用。此外，仅通过将顶点从低能量到高能量单极子状态重新配置磁化，即可将耦合强度提高近40%。这些结果为利用人工磁-spinice系统进行磁声子应用开辟了道路，利用强耦合和顶点依赖的动力学特性。
引用
@article{arxiv.2411.14918,
title = {Enhancement of dynamical coupling in artificial spin-ice systems by incorporating perpendicularly magnetized ferromagnetic matrix},
author = {Syamlal Sankaran Kunnath and Mateusz Zelent and Mathieu Moalic and Maciej Krawczyk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.14918},
year = {2024}
}