論文の概要: Persistent dynamic magnetic state in artificial honeycomb spin ice
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.00093v1
- Date: Fri, 28 Apr 2023 21:10:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-02 17:06:59.781716
- Title: Persistent dynamic magnetic state in artificial honeycomb spin ice
- Title（参考訳）: 人工ハニカムスピン氷の持続的動的磁気状態
- Authors: Jiasen Guo (1), Pousali Ghosh (1), Daniel Hill (1), Yiyao Chen (2),
Laura Stingaciu (3), Piotr. Zolnierczuk (3), Carsten A. Ullrich (1), Deepak
K. Singh (1) ((1) Department of Physics and Astronomy, University of
Missouri, Columbia, MO, (2) Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics,
Chinese Academy of Sciences, China, (3) Oak Ridge National Laboratory, Oak
Ridge, TN)
- Abstract要約: 熱的に調整可能な人工パーマロイハニカム格子は、自己推進型磁気電荷欠陥緩和による永久的動的状態を示す。
このことは、ハニカムのスピンアイスの動的現象が準粒子型物質によって媒介されていることを示唆している。
我々の研究は、多くの既知の量子粒子の特徴を共有できる新しい「マクロな」磁性粒子を公表した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Topological magnetic charges, arising due to the non-vanishing magnetic flux
on spin ice vertices, serve as the origin of magnetic monopoles that traverse
the underlying lattice effortlessly. Unlike spin ice materials of atomic
origin, the dynamic state in artificial honeycomb spin ice is conventionally
described in terms of finite size domain wall kinetics that require magnetic
field or current application. Contrary to this common understanding, here we
show that thermally tunable artificial permalloy honeycomb lattice manifests a
perpetual dynamic state due to self-propelled magnetic charge defect relaxation
in the absence of any external tuning agent. Quantitative investigation of
magnetic charge defect dynamics using neutron spin echo spectroscopy reveals
sub-ns relaxation times that are comparable to monopole's relaxation in bulk
spin ices. Most importantly, the kinetic process remains unabated at low
temperature where thermal fluctuation is negligible. This suggests that dynamic
phenomena in honeycomb spin ice are mediated by quasi-particle type entities,
also confirmed by quantum Monte-Carlo simulations that replicate the kinetic
behavior. Our research unveils a new `macroscopic' magnetic particle that
shares many known traits of quantum particles, namely magnetic monopole and
magnon.
- Abstract（参考訳）: 磁気電荷は、スピン氷の頂点上での非消滅的な磁束によって生じるもので、基盤となる格子を強引に横切る磁極の起源となる。
原子起源のスピン氷材料と異なり、人工ハニカムスピン氷の動的状態は、磁場や電流の応用を必要とする有限サイズの磁壁運動学で説明される。
このような共通理解とは対照的に, 熱調整可能な人工パーマロイハニカム格子は, 外部チューニング剤が存在しない場合, 自己推進型磁気電荷欠陥緩和による永久動的状態を示す。
中性子スピンエコー分光法による磁気電荷欠陥の定量的研究は、バルクスピン氷におけるモノポールの緩和に匹敵するサブn緩和時間を明らかにする。
最も重要なことは、熱ゆらぎが無視できる低温では、運動過程は変化しないことである。
このことは、ハニカム・スピン氷の動的現象が準粒子型物質によって媒介されていることを示唆しており、量子モンテカルロシミュレーションでもその運動挙動を再現している。
我々の研究は、量子粒子、すなわち磁気単極子とマグノンの多くの既知の特性を共有する新しい「マクロスコピック」磁気粒子を発表した。
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