涡旋态六边形纳米管中自旋波的对称性与曲率效应
介观与纳米尺度物理
2021-12-08 v1 材料科学
摘要
对弯曲磁性纳米物体的解析与数值研究预测了众多可称为磁手性效应的引人注目效应，其并非源于本征 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用或界面诱导各向异性。相反，这些手性效应源自所有磁性材料中均存在的各向同性交换或偶极-偶极相互作用，在物体具有弯曲几何时获得非对称贡献。结果例如，圆形磁性纳米管中的自旋波色散变得不对称，即沿纳米管反向传播的同频自旋波呈现不同波长。此处，利用时间分辨扫描透射 X 射线显微实验、标准微磁模拟与动力学矩阵方法，我们展示了当从连续旋转对称性过渡到离散旋转对称性，即从圆形纳米管过渡到更易制备的六边形纳米管时，自旋波谱发生额外的剧烈变化。多边形形状将模态局域化到尖锐高曲率拐角与平直边缘。此外，由于离散旋转对称性，已知圆形管中具有方位角波矢的模态的简并性被部分解除，产生单态与双重态。为与实验比较，我们从数值获得的模态轮廓计算微波吸收，表明专用天线设计对三维纳米结构中的磁子应用至关重要。据我们所知，这些是直接展示三维纳米物体中实空间自旋波传播的首批实验。
引用
@article{arxiv.2108.07103,
title = {Symmetry- and curvature effects on spin waves in vortex-state hexagonal nanotubes},
author = {Lukas Körber and Michael Zimmermann and Sebastian Wintz and Simone Finizio and Matthias Kronseder and Dominique Bougeard and Florian Dirnberger and Markus Weigand and Jörg Raabe and Jorge A. Otálora and Helmut Schultheiss and Elisabeth Josten and Jürgen Lindner and István Kézmárki and Christian H. Back and Attila Kákay},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.07103},
year = {2021}
}