磁荷状态控制的纳米尺度三维人工磁旋铁中的自旋波动力学
介观与纳米尺度物理
2025-05-23 v1 材料科学
摘要
三维（3D）磁性纳米结构为探索复杂的自旋纹理和自旋波（SW）动力学提供了多样化的平台，具有对下一代自旋电子学和磁声学技术的重要意义。3D 纳米制造技术的进展使得实现各种结构和现象成为可能。尽管研究简单圆柱形磁性纳米线可以实现超快域壁和自旋 Cherenkov 效应，但将具有复杂横截面的线状结构置于 3D 排列中，即可制造称为人工磁旋铁（ASI）的磁性复合材料，其中整体基态和自旋动力学由元素之间的磁偶极相互作用所主导。本文利用布里渊光散射（BLS）直接检测了 3D-ASI 系统中的磁荷状态。测量得到的 3D-ASI 中的自旋波模式被发现直接受当地磁荷配置以及施加磁场方向的控制。微磁动力学仿真提供了关于自旋波空间选择性激发和磁微状态演化的深入见解，揭示了自旋波谱特性与磁场相关性之间的直接联系。这些发现表明，3D-ASI 架构是实现可重构、低功耗磁声学器件并实现工程化集体动力学的有前景的系统。
引用
@article{arxiv.2505.16238,
title = {Magnetic Charge State Controlled Spin-Wave Dynamics in Nanoscale Three-Dimensional Artificial Spin Ice},
author = {Chandan Kumar and Amrit Kumar Mondal and Sreya Pal and Sayan Mathur and Jay R. Scott and Arjen van Den Berg and Adekunle O. Adeyeye and Sam Ladak and Anjan Barman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.16238},
year = {2025}
}