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Spin Mini Workshop 2019

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发布时间:2019-11-14 00:00:00
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严鹏 Prof. Dr. Peng Yan

教授 邮箱:yan@uestc.edu.cn 电子科技大学电子科学与工程学院自旋电子理论研究组。欢迎有志从事凝聚态物理、磁性物理或自旋电子学理论研究的同学加入课题组! 课题组办公室: 信息与软件工程学院东206室
  • 研究方向
  • 工作经历
  • 教育经历
  • 代表性成果

研究方向

自旋电子学 (Spintronics)与热激发自旋电子学 (Spin caloritronics), 自旋波 (Spin wave), 微磁学与磁动力学 (Magnetization dynamics), 腔量子电动力学 (Cavity quantum electrodynamics), 非平衡态热力学与统计 (Nonequilibrium thermodynamics and statistics), 生物磁性与磁导航(Biomagnetism and navigation)

 

磁振子传递自旋转移力矩

1996年J. SlonczewskiL. Berger各自独立的提出了自旋转移力矩(Spin Transfer Torque)的概念:在铁磁性金属中,自旋极化的传导电子(费米子)与局域磁矩发生相互作用,把自身的自旋角动量转移给局域磁矩,从而引起局域磁矩的运动。两位教授因为该项开创性的工作获得美国物理学会久负盛名的Oliver E. Buckley凝聚态物理学奖,并被认为极有希望获得诺贝尔奖。此后近二十年,基于这一理论,涌现了大量的理论和实验工作,主要集中在研究自旋转移力矩驱动的磁矩翻转和磁畴壁运动。可是,这里面有个瓶颈始终没有克服,那就是在铁磁金属里广泛存在的焦耳发热(Joule Heating)问题。我们预言,作为玻色子的自旋波/磁振子(Magnon)同样能非常有效地通过传递自身的自旋角动量,产生自旋转移力矩效应,并且由于过程当中并不涉及传导电子,从而避免了焦耳发热的问题,尤其适用于铁磁性的绝缘材料。我们考虑的物理机制是这样的:磁振子是量子化的自旋波,是自旋角动量为1的准粒子。以自旋波和磁畴壁的相互作用为例,当自旋波穿过磁畴壁之后,它的自旋角动量从-1变成+1。根据角动量守恒原理,这部分变化的角动量会被磁畴壁吸收,之后,磁畴壁将逆着自旋波传播方向运动,从而在磁性绝缘体里面非常有效地实现自旋转移力矩效应。我们把这种效应命名为磁振子自旋转移力矩(Magnonic Spin Transfer Torque)。

工作履历
 
  2015.12-至今电子科技大学,电子科学与工程学院,校“百人计划”特聘教授,“青年千人”计划
 
  2014.10-2015.12德国美茵茨大学,物理系,博士后
 
  2011.10-2014.09荷兰代尔夫特理工大学,Kavli Institute of NanoScience,博士后
 
  2013.12-2014.01日本东北大学,金属材料研究所,访问学者
 
  2013.09-2013.10美国加州大学圣巴巴拉分校,Kavli Institute for Theoretical Physics,访问学者
 
学术兼职
 
  长期担任Physical Review Letters,Physical Review X,Physical Review Applied,Physical Review B等国际学术期刊审稿人。
 
  2015年国际磁学会议(IEEE Intermag)分会主席。
 
  2013年戈登会议“Spin Dynamics in Nanostructures“海报分会主席。
 
  2012年德国雷根斯堡大学热激发自旋电子学学术研讨会大会组织者兼大会主席。
 
  德国科学基金会(DFG)优先项目“热激发自旋输运”指委会委员。
 
荣誉奖励
 
  2016年中组部青年千人计划
 
  2016年四川省千人计划
教育背景
 
  2006.08-2011.08香港科技大学,凝聚态物理专业,博士学位
 
  2002.09-2006.07中国科学技术大学,近代物理专业,学士学位
  代表性论文
 
  [21]Zhixiong Li,C.Wang,Yunshan Cao,and Peng Yan*,"Edge states in a two-dimensional honeycomb lattice of massive magnetic skyrmions",Physical Review B 98,180407(R)(2018).(Corresponding author)
 
 
  [20]Zhenyu Wang,Beining Zhang,Yunshan Cao,and Peng Yan*,"Probing the Dzyaloshinskii-Moriya Interaction via the Propagation of Spin Waves in Ferromagnetic Thin Films",Physical Review Applied 10,054018(2018).(Corresponding author)
 
 
  [19]Huanhuan Yang,C.Wang,Tianlin Yu,Yunshan Cao*,and Peng Yan#,"Antiferromagnetism Emerging in a Ferromagnet with Gain",Physical Review Letters 121,197201(2018).(Corresponding author)
 
 
  [18]C.Wang,Yunshan Cao,X.R.Wang*,and Peng Yan#,"Interplay of wave localization and turbulence in spin Seebeck effect",Physical Review B 98,144417(2018).(Corresponding author)
 
 
  [17]Huanhuan Yang,C.Wang*,Xiaofan Wang,X.S.Wang,Yunshan Cao,and Peng Yan#,"Twisted skyrmions at domain boundaries and the method of image skyrmions",Physical Review B 98,014433(2018).(Corresponding author)
 
 
  [16]Yunshan Cao*and Peng Yan#,"Role of atomic spin-mechanical coupling in the problem of a magnetic biocompass",Physical Review E 97,042409(2018).(Corresponding author)
 
  [15]Wenrui Yang,Huanhuan Yang,Yunshan Cao*,and Peng Yan#,"Photonic orbital angular momentum transfer and magnetic skyrmion rotation",Optics EXPRESS 26(7),8778(2018).(Corresponding author)
 
 
  [14]Beining Zhang,Zhenyu Wang,Yunshan Cao*,Peng Yan#,and X.R.Wang,"Eavesdropping on spin waves inside the domain-wall nanochannel via three-magnon processes",Physical Review B 97,094421(2018).(Corresponding author)
 
 
  [13]Peng Yan,G.E.W.Bauer,and H.W.Zhang,"Energy repartition in the nonequilibrium steady state",Physical Review B 95,024417(2017).
 
  [12]Peng Yan,Y.Cao,and J.Sinova,"Thermodynamic magnon recoil for domain wall motion",Physical Review B 92,100408(R)(2015).
 
  [11]Y.Cao,Peng Yan,H.Huebl,S.T.B.Goennenwein,and G.E.W.Bauer,"Exchange magnon-polaritons in microwave cavities",Physical Review B 91,094423(2015).
 
  [10]A.Kamra,H.Keshtgar,Peng Yan,and G.E.W.Bauer,"Coherent elastic excitation of spin waves",Physical Review B 91,104409(2015).
 
  [9]Peng Yan,A.Kamra,Y.Cao,and G.E.W.Bauer,"Angular and linear momentum of excited ferromagnets",Physical Review B 88,144413(2013).
 
  [8]W.Zhang,P.K.J.Wong,Peng Yan,J.Wu,S.A.Morton,X.R.Wang,X.F.Xu,Y.B.Xu,A.Scholl,A.Young,I.Barsukov,M.Farle,and G.van der Laan,"Observation of current-driven oscillatory domain wall motion in Ni80Fe20/Co bilayer nanowire",Applied Physics Letters 103,042403(2013).
 
  [7]X.S.Wang,Peng Yan,Y.H.Shen,G.E.W.Bauer and X.R.Wang,"Domain wall propagation through spin wave emission",Physical Review Letters 109,167209(2012).
 
  [6]Peng Yan and G.E.W.Bauer,"Magnonic domain wall heat conductance in ferromagnetic wires",Physical Review Letters 109,087202(2012).
 
  [5]Peng Yan,X.S.Wang,and X.R.Wang,"All-magnonic spin-transfer torque and domain wall propagation",Physical Review Letters 107,177207(2011).
 
  [4]Peng Yan,Z.Z.Sun,and X.R.Wang,"Spin transfer torque enhancement in dual spin valves in the ballistic regime",Physical Review B 83,174430(2011).
 
  [3]Peng Yan and X.R.Wang,"Optimal time-dependent current pattern for domain wall dynamics in nanowires",Applied Physics Letters 96,162506(2010).
 
  [2]Peng Yan,Z.Z.Sun,J.Schliemann,and X.R.Wang,"Optimal spin current pattern for fast domain wall propagation in nanowires",Europhysics Letters 92,27004(2010).
 
  [1]Peng Yan and X.R.Wang,"Domain wall propagation due to the synchronization with circularly polarized microwaves",Physical Review B 80,214426(2009).
 
  邀请报告
 
  [4]2014年7月14-18,德国伊尔塞,Spin Caloritronics VI conference and summer school(第6届热激发自旋电子学会议暨暑期学校),报告题目"Excitations in Ferromagnetic Bilayers"。
 
  [3]2013年10月,美国加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)卡弗里理论物理研究所(KITP),Kavli Institute for Theoretical Physics(KITP)program“Spintronics:Progress in Theory,Materials,and Devices”,报告题目"Angular and Linear Momentum of Excitations in Ferromagnetic Insulators",
 
  http://online.kitp.ucsb.edu/online/spintronics13/discussion/
 
  [2]2013年5月12-15,美国俄亥俄州立大学,Spin Caloritronics V(第5届热激发自旋电子学会议),报告题目"Angular and Linear Momentum of Excitations in Ferromagnetic Insulators"。
 
  [1]2013年3月10-15,德国雷根斯堡大学,Spring Meeting of Germany Physical Society(德国物理学会春季会议),报告题目"Interaction between Spin Waves and Magnetic Domain Walls in Insulating Ferromagnets"。
 
  专利
 
  [2]X.R.Wang,Peng Yan,X.S.Wang,Magnetization Switching through Magnonic Spin Transfer Torque,美国专利US 8908424 B2
 
  [1]王向荣,严鹏,王宪思,基于自旋波角动量转移力矩的磁化状态翻转的系统及方法,中国专利CN 103035254 A
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