磁性斯格明子具有在超低電流密度下快速運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),所以在未來(lái)儲(chǔ)存器件中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。目前磁性斯格明子的研究面臨如下挑戰(zhàn):在室溫以及零外磁場(chǎng)條件下難以獲得可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定存在的斯格明子相;缺乏有效控制磁性斯格明子大小的方法;磁性斯格明子在實(shí)際電流驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)速度較低。針對(duì)以上問(wèn)題,本論文開(kāi)展了重金屬/鐵磁薄膜體系中磁斯格明子的研究,獲得的主要結(jié)果如下:1)實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了磁性斯格明子的產(chǎn)生。分別在Pt/Co/Ni/IrMn和Ta/CoFeB/MgO體系產(chǎn)生了室溫下的斯格明子相。首先借助磁力顯微鏡在外加垂直磁場(chǎng)存在的條件下在弱垂直磁各向異性的Pt/Co/Ni/IrMn體系觀察到了斯格明子。然后利用同樣的方法在具有強(qiáng)垂直磁各向異性的Ta/CoFeB/MgO體系中也成功觀察到了斯格明子的出現(xiàn)。同時(shí)注意到磁性探針本身雜散磁場(chǎng)的效應(yīng),并利用這種效應(yīng)成功的借助磁性探針產(chǎn)生了剩磁態(tài)的磁性斯格明子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明利用這種方式產(chǎn)生的斯格明子可以在室溫下穩(wěn)定存在。最后,通過(guò)對(duì)樣品事先施加一個(gè)傾斜的外磁場(chǎng)成功的在室溫和無(wú)外磁場(chǎng)條件下觀察到了磁性斯格明子的“點(diǎn)陣”結(jié)構(gòu)。每個(gè)斯格明子外圍都趨向于有六個(gè)斯格明子包裹。測(cè)試... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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斯格明子電子學(xué)器件的主要應(yīng)用方向有3個(gè)方面

磁態(tài)的樣品中, 給體系施加一定的 DM 相互作用，系統(tǒng)子。實(shí)驗(yàn)上，Wiesendanger 團(tuán)隊(duì)[20]利用 SP-STM 的探針 Ir 基底的 FePd 雙層膜上, 成功的觀察到了斯格明子的非磁性探針替換自旋極化探針, 將自旋極化電流替換明子的產(chǎn)生。江萬(wàn)軍[11]利用電流借助幾何約束效應(yīng)在 T也成功產(chǎn)生了斯格明子。隨后 Woo 等人[12]利用電場(chǎng)gO 多層膜材料的納米盤(pán)以及納米條帶結(jié)構(gòu)中也實(shí)現(xiàn)了電學(xué)方法產(chǎn)生斯格明子也已經(jīng)被隨后的其他課題組所速發(fā)展的階段。子的觀測(cè)Mühlbauer等人[7]首次在實(shí)驗(yàn)上使用小角中子散射技術(shù)的存在。其原理為當(dāng)入射的中子束穿過(guò)樣品會(huì)發(fā)生散射布拉格方程時(shí)，會(huì)攜帶垂直于入射方向的倒空間平面的

1與 S2是兩個(gè)相鄰的自旋, D12是 DM 矢量。由方程可知，如果兩12的平面上，在相互垂直的情況下 EDMI最小。因此，相鄰的自旋就出一個(gè)有限的角度。這是 DM 相互作用可以誘導(dǎo)斯格明子出現(xiàn)的是 DM 矢量的方向在塊體材料和薄膜材料不同。在某些 B20 塊體量的方向垂直于樣品的平面，稱(chēng)為體 DM 相互作用。這一般會(huì)導(dǎo)致ch type)斯格明子（圖 1.3 b）的出現(xiàn)。在薄膜材料當(dāng)中 DM 矢量的品的平面，稱(chēng)為面內(nèi) DM 相互作用。這導(dǎo)致了奈爾型（Néel type）.3 d）的出現(xiàn)。由于薄膜結(jié)構(gòu)材料與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制造技術(shù)相兼容,上的大規(guī)模制備, 因此受到了人們的廣泛關(guān)注。目前實(shí)驗(yàn)上已經(jīng)在, Ta/CoFeB[11]，Pt/CoFeB[12]以及 Pt/Co[26]等薄膜結(jié)構(gòu)觀察到了奈爾型現(xiàn)。奈爾類(lèi)型的斯格明子多為人工斯格明子, 可以在較大的溫度以穩(wěn)定存在。而布洛赫類(lèi)型的磁斯格明子通常只能在低溫以及外加磁在, 不過(guò)最近有研究者發(fā)現(xiàn)該類(lèi)型的斯格明子也可以在高溫下（]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]斯格明子電子學(xué)的研究進(jìn)展[J]. 趙巍勝,黃陽(yáng)棋,張學(xué)瑩,康旺,雷娜,張有光.  物理學(xué)報(bào). 2018(13)
[2]磁性斯格明子的發(fā)現(xiàn)及研究現(xiàn)狀[J]. 丁貝,王文洪.  物理. 2018(01)
[3]石墨烯的化學(xué)氣相沉積法制備[J]. 任文才,高力波,馬來(lái)鵬,成會(huì)明.  新型炭材料. 2011(01)
[4]磁控濺射原理的深入探討[J]. 趙嘉學(xué),童洪輝.  真空. 2004(04)
[5]原子力顯微鏡發(fā)展近況及其應(yīng)用[J]. 張德添,何昆,張颯,楊怡,周濤,張學(xué)敏,趙曉光,薛燕.  現(xiàn)代儀器. 2002(03)



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