論文の概要: Voltage-driven exchange resonance achieving 100\% mechanical efficiency
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.03534v2
- Date: Sat, 13 Aug 2022 22:13:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-19 16:10:30.957224
- Title: Voltage-driven exchange resonance achieving 100\% mechanical efficiency
- Title(参考訳): 100\%の機械的効率を達成する電圧駆動交換共鳴
- Authors: Junyu Tang, Ran Cheng
- Abstract要約: 本稿では、高周波磁化ダイナミクスの生成において高効率を実現するために、電圧誘起トルクという別のメカニズムを提案する。
出力電流は純粋に断熱的であり、散逸的電流は同一に消滅するので、提案した電圧駆動交換共振器は、単体に近い驚くほど高い機械的効率を有する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.058288996011671
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Magnetic resonances driven by current-induced torques are crucial tools to
study magnetic materials but are very limited in frequency and mechanical
efficiency. We propose an alternative mechanism, voltage-induced torque, to
realize high efficiency in generating high-frequency magnetization dynamics.
When a ferromagnet-topological insulator-ferromagnet trilayer heterostructure
is operated as an adiabatic quantum motor, voltage-induced torque arises from
the adiabatic motion of gapped topological electrons on the two interfaces and
act oppositely on the two ferromagnetic layers, which can excite the exchange
mode where the two ferromagnetic layers precess with a $\pi$-phase difference.
The exchange mode resonance, bearing a much higher frequency than the
ferromagnetic resonance, is accompanied by topological charge pumping, leading
to a sharp peak in electrical admittance at the resonance point. Because the
output current is purely adiabatic while dissipative current vanishes
identically, the proposed voltage-driven exchange resonance entails a
remarkably high mechanical efficiency close to unity, which is impossible in
any current-driven systems.
- Abstract(参考訳): 電流誘起トルクによって駆動される磁気共鳴は磁気材料を研究する上で重要な道具であるが、周波数と機械的効率が非常に限られている。
高周波磁化ダイナミクスの高効率化のために, 電圧誘起トルクという代替機構を提案する。
強磁性体-トポロジカル絶縁体-強磁性体三層構造を断熱量子モータとして操作すると、電圧誘起トルクは2つの界面上のギャップトポロジカル電子の断熱運動から生じ、2つの強磁性層に対して逆作用し、2つの強磁性層が$\pi$相の差で成立する交換モードを励起する。
交換モード共鳴は強磁性共鳴よりもはるかに高い周波数を持ち、位相電荷ポンピングが伴い、共鳴点での電気的断面積の急なピークをもたらす。
出力電流は純粋に断熱的であり、散逸電流は同一に消滅するので、提案された電圧駆動交換共鳴は、電流駆動系では不可能であるユニティに近い非常に高い機械的効率を伴っている。
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