弱相互作用亚 100 nm 方形人工自旋冰的磁化动力学
无序系统与神经网络
2020-01-20 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
人工自旋冰（ASI）由纳米级磁性元素的二维阵列组成，为观察非平衡系统的物理现象提供了绝佳的机会。初期研究集中于静态的冻结态，而更近期的研究则触及了非平衡的动态涨落态。这开启了令人兴奋的可能性，例如观察系统通过单极子准粒子产生来探索其能量景观，这可能导致 ASI 磁流现象，并直接观察到非常规相变。在这项工作中，我们通过 SQUID 磁强计测量并分析了热活性 ASI 系统的磁弛豫。我们研究了在纳米磁体具有热活性的温度范围内，相互作用强度对磁化动力学的影响，并观察到它们遵循 Arrhenius 型 Néel-Brown 行为。还观察到平均阻塞温度与相互作用强度之间存在意想不到的负相关，这得到了蒙特卡洛模拟的支持。磁化弛豫测量显示，尺寸相似的更强耦合纳米元素弛豫更快。对从测量中获得的拉伸指数的分析表明，其磁化动力学具有一维链状特征。这表明纳米元素间相互作用的性质将 ASI 的维度从二维降低到了一维。最后，我们提出了一种量化方形 ASI 系统有效相互作用能的方法，并将其与从简单偶极子模型计算的相互作用能以及通过微磁学模拟计算的静磁能进行了比较。
引用
@article{arxiv.1710.03018,
title = {Magnetization dynamics of weakly interacting sub-100 nm square artificial spin ices},
author = {Jose M. Porro and Sophie Morley and Diego Alba Venero and Rair Macêdo and Mark C. Rosamond and Edmund H. Linfield and Robert L. Stamps and Christopher H. Marrows and Sean Langridge},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.03018},
year = {2020}
}