微波辅助纳米磁体的最优翻转

我们开发了一种高效且通用的方法，用于优化能以更小静磁场实现磁化翻转的微波场。该方法基于最优控制理论，并给出了触发具有给定各向异性和倾斜静磁场中纳米磁体翻转的三维微波场的精确解。将这一技术应用于单轴各向异性的特定情况，我们表明，能以最小吸收能量实现翻转的最优微波场在频率和幅度上均被调制。其作用是将磁化强度从亚稳态平衡位置驱动到鞍点，然后阻尼诱导其弛豫到稳定平衡位置。为了实现高效泵浦，在翻转过程的早期阶段，微波场频率必须与磁化强度的固有进动频率相匹配，而该进动频率取决于静磁场的大小和方向。我们研究了静磁场（幅度和方向）和阻尼对微波场特性的影响。我们计算了存在最优微波场时的翻转曲线。结果与孤立纳米团簇上的微SQUID实验定性一致。微波场和翻转曲线对阻尼参数的强依赖性可能有助于探测各种纳米团簇中的阻尼。