反鐵磁雙聚體顯示出混沌行為

磁性雙聚體是具有粒子狀特征的拓?fù)渥孕y理，可以存在于具有面內(nèi)磁各向異性的手性磁體中。拓?fù)潆姾蔀?的磁性雙聚體可以看作是在垂直磁化系統(tǒng)中與磁性天rm的對應(yīng)物。到目前為止，關(guān)于磁雙體子的研究集中在鐵磁系統(tǒng)上。反鐵磁體中雙聚體的動力學(xué)仍然難以捉摸。

最近，來自中國，日本和澳大利亞的國際研究小組從理論上研究了反鐵磁雙體子的動力學(xué)。他們預(yù)測了反鐵磁體中孤立雙單體的穩(wěn)定性，并在數(shù)值上證明了反鐵磁薄膜中孤立雙單體的產(chǎn)生和電流誘導(dǎo)的運(yùn)動。他們還發(fā)現(xiàn)，交流電引起的反鐵磁雙聚體的運(yùn)動遵循眾所周知的Duffing方程，該方程描述了物體在非線性恢復(fù)力作用下的質(zhì)量振蕩。對于非線性系統(tǒng)，可以發(fā)現(xiàn)混沌行為。通過計算分叉圖和李雅普諾夫指數(shù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)阻尼常數(shù)和驅(qū)動力變化時，周期運(yùn)動和混沌運(yùn)動以一定間隔出現(xiàn)。電流密度是變化的。該結(jié)果對于理解反鐵磁體中的雙體子物理學(xué)非常有用，并且可以為構(gòu)建基于雙體子的自旋電子器件提供指導(dǎo)。

結(jié)果已發(fā)表在《物理評論快報》上，該論文發(fā)表在香港中文大學(xué)深圳的嚴(yán)周教授的研究小組以及中國四川師范大學(xué)，日本東京大學(xué)和信州大學(xué)的四位合作者的論文中日本和澳大利亞新南威爾士大學(xué)。

“由于反鐵磁體的自旋結(jié)構(gòu)特征，反鐵磁自旋紋理比鐵磁具有更豐富的動力學(xué)特性，”香港中文大學(xué)深圳研究人員，研究的第一作者沉來川先生說。“我們使用自旋電流產(chǎn)生反鐵磁雙聚體，并以每秒幾公里的速度驅(qū)動它，而沒有任何橫向漂移。此外，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)施加交流電來驅(qū)動反鐵磁雙聚體時，其方程式為運(yùn)動是眾所周知的Duffing方程，對于某些參數(shù)值，它的運(yùn)動行為是混亂的。”

“由于在兩個亞晶格反鐵磁體中，馬格努斯力被完全抵消，反鐵磁雙聚體可以直接沿著施加的電流移動，這對于自旋電子器件至關(guān)重要。此外，在交流驅(qū)動的情況下，這些雙聚體的混沌行為在較低的交流電下也很重要。阻尼反鐵磁體可能對諸如神經(jīng)形態(tài)計算之類的隨機(jī)應(yīng)用有益。”新南威爾士大學(xué)高級講師，該研究的合著者Oleg A. Tretiakov博士解釋說。

香港中文大學(xué)副教授嚴(yán)周教授解釋說：“反鐵磁雙聚體有可能被用作達(dá)芬振蕩器，而這種反鐵磁自旋結(jié)構(gòu)的提議可能會為新興領(lǐng)域創(chuàng)造許多令人興奮的機(jī)會。” ，深圳以及該研究的相應(yīng)作者。

“在過去的十年中，該領(lǐng)域的大多數(shù)研究都集中在鐵磁材料中的天體離子上，而反鐵磁材料中也可能存在天體離子和其他拓?fù)渥孕y理。我們的工作表明，反鐵磁拓?fù)渥孕y理可能與鐵磁材料一樣有用， ”四川師范大學(xué)教授趙國平教授以及該研究的另一位通訊作者說。本文來源：購團(tuán)幫

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