本文選題：自旋駐波　切入點：自旋整流　出處：《蘭州大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：LLG方程是描述磁性材料動態(tài)特性的理論基礎,通常獨立用于研究磁性材料的共振問題。然而,當鐵磁金屬薄膜中激發(fā)出自旋駐波時,磁矩的非一致進動會使得磁矩之間的交換作用等效場具有空間旋度,并隨時間變化。此時,除了LLG方程之外,還需要額外考慮交換作用等效場的電磁效應。根據麥克斯韋方程組,磁場的空間旋度對應著傳導電流,而時變的磁場會在空間中產生渦旋電場。因此,自旋駐波的交換作用等效場必然會在鐵磁金屬薄膜中產生振蕩的電流,進而強烈地影響微波在鐵磁金屬薄膜中的傳播。本文首先從麥克斯韋方程組出發(fā),理論預言了這一電流的存在。考慮到鐵磁金屬薄膜中,電流分布的復雜性,本文繼而采用自旋整流技術對這種電流進行探測。從實驗結果中,我們發(fā)現(xiàn)了兩個有力的證據：1.自旋駐波自旋整流信號的線型,始終表現(xiàn)為Dispersion線型；相比之下,鐵磁共振的自旋整流信號則是Dispersion和Lorenz兩種線型的混合線型。2.自旋駐波自旋整流信號隨外加磁場的空間角度依賴關系,明顯區(qū)別于鐵磁共振。從這兩條實驗結果出發(fā),本文利用LLG方程和麥克斯韋方程組,詳細論證了上述電流的存在。緊接著這一工作,本文另外設計了一個利用ESR譜儀探究坡莫合金薄膜中自旋駐波的實驗。從實驗結果可以看出,不同于鐵磁共振,自旋駐波會對TE011諧振腔中的微波分布產生劇烈地影響。本文認為這是由坡莫合金中自旋駐波激發(fā)的面內渦流導致的。這一結果是對自旋整流實驗結果的補充,也進一步證明了,自旋駐波會在磁性金屬薄膜中激發(fā)出振蕩電流這一假說。
[Abstract]:The LLG equation is the theoretical basis for describing the dynamic characteristics of magnetic materials and is usually used independently to study resonance problems of magnetic materials. However, when self-rotating standing waves are excited in ferromagnetic metal thin films, The nonuniform precession of magnetic moment will make the equivalent field of exchange between magnetic moments have spatial curl and change with time. In this case, except for LLG equation, According to Maxwell's equations, the space curl of the magnetic field corresponds to the conduction current, while the time-varying magnetic field produces a vortex electric field in space. The equivalent field of spin standing wave exchange will inevitably produce oscillatory current in ferromagnetic metal film, which will strongly affect the propagation of microwave in ferromagnetic metal film. The existence of the current is predicted theoretically. Considering the complexity of the current distribution in ferromagnetic metal films, the spin rectifier technique is used to detect the current. We found two compelling evidence: 1. The lines of the spin standing wave spin rectifier signal always behave as Dispersion lines; in contrast, The spin rectifier signal of ferromagnetic resonance is a mixed linear type of Dispersion and Lorenz. 2. The spin rectifier signal of spin standing wave depends on the spatial angle of the applied magnetic field, which is obviously different from that of ferromagnetic resonance. In this paper, the existence of the above current is demonstrated in detail by using the LLG equation and Maxwell equation. In addition, an experiment was designed to investigate the spin standing waves in permalloy films by ESR spectrometer. The experimental results show that it is different from ferromagnetic resonance. The spin standing wave will have a severe effect on the microwave distribution in the TE011 resonator. It is believed that this is caused by the in-plane eddy current excited by the spin standing wave in permalloy. This result complements the experimental results of spin rectifier and further proves that, The hypothesis that a spin standing wave excites an oscillating current in a magnetic metal film.
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.2

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本文編號：1634545