方形人工自旋冰的弛豫路径与畴的涌现
介观与纳米尺度物理
2026-01-09 v2
摘要
方形人工自旋冰的多畴态表现出一系列不同的形态,从简单的条纹状畴到更自然形状的珊瑚状畴。为了对导致这种多样化畴结构涌现的相关动力学进行建模,需要对单个纳米磁体的翻转行为进行简化描述。在这项工作中,我们采用动力学蒙特卡罗模拟研究方形人工自旋冰向其基态退磁的过程,并比较跃迁势垒的选择如何影响介观畴的涌现。我们发现,常用的平均场势垒模型(仅由平衡态能量信息驱动)会导致基态弦雪崩的传播。相比之下,考虑由状态依赖的局部力矩引起的 chiral barrier splitting,支持了复杂形状珊瑚状畴的涌现及其在后续弛豫阶段向基态的成功弛豫。我们的结果强调,翻转势垒的内在贡献,以及通常归因于纳米加工不规则性的外在缺陷效应,可以微妙地改变有利的跃迁路径,并导致不同的涌现介观特征。因此,未来描述人工自旋系统演化的动力学蒙特卡罗模型应考虑这些效应。
引用
@article{arxiv.2505.24041,
title = {Relaxation pathways and emergence of domains in square artificial spin ice},
author = {Matteo Menniti and Naëmi Leo and Pedro Villalba-González and Matteo Pancaldi and and Paolo Vavassori},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.24041},
year = {2026}
}
备注
11 pages, 6 figures, 3 pages supplement with 5 figures