磁性斯格明子是一種具有準粒子特性的自旋結(jié)構(gòu),其具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、解釘扎電流密度小,可多場調(diào)控等優(yōu)點。斯格明子由于在諸多自旋電子學器件,如賽道存儲、自旋轉(zhuǎn)矩納米振蕩器、類晶體管、自旋邏輯器件等的器件應用中的廣闊前景,而得到了強烈的關注。本文介紹了基于磁性斯格明子的自旋轉(zhuǎn)矩納米振蕩器頻率特性的微磁學研究與一個具有勢壘增強邊界區(qū)域的基于磁性斯格明子的自旋轉(zhuǎn)矩納米振蕩器的微磁學研究工作。在討論上述工作之前,對相關研究背景進行了綜述,如磁學與磁性材料、自旋電子學、磁性斯格明子及其相關器件應用研究。研究表明,在納米圓盤磁性多層膜結(jié)構(gòu)中的斯格明子可以被垂直注入的渦旋結(jié)構(gòu)自旋極化的電流激發(fā)到一個穩(wěn)定的回轉(zhuǎn)運動狀態(tài)。磁性斯格明子的該穩(wěn)定的周期性振蕩可通過巨磁電阻效應原理的轉(zhuǎn)換而輸出頻率可調(diào)的電壓信號,從而可用于設計自旋轉(zhuǎn)矩納米振蕩器。然而當注入的電流密度大于一臨界值時,納米盤中的斯格明子會被擠到納米盤邊界并最后湮滅,因而無法再通過進一步增大電流密度來提高輸出頻率。本文介紹了一種具有垂直磁晶各向異性增強邊界的納米圓盤結(jié)構(gòu),在該結(jié)構(gòu)下,驅(qū)動電流密度超過上述臨界值時仍可把斯格明子約束于納米盤內(nèi)做穩(wěn)定的振蕩運動,從...

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 物質(zhì)的磁性
        1.1.1 磁學的起源與發(fā)展
        1.1.2 宏觀物質(zhì)的磁性及其應用
    1.2 自旋電子學研究內(nèi)容與現(xiàn)狀
        1.2.1 自旋電學的形成與發(fā)展
        1.2.2 磁電阻效應與自旋轉(zhuǎn)移力矩效應
2 斯格明子的動力學特性及相關器件應用
    2.1 斯格明子研究概述
    2.2 自旋極化電流驅(qū)動下斯格明子的動力學行為
    2.3 基于斯格明子的器件應用
3 基于斯格明子的自旋轉(zhuǎn)矩納米振蕩器的頻率特性研究
    3.1 引言
    3.2 研究方法
        3.2.1 微磁學的形成與發(fā)展
        3.2.2 磁性材料中的磁相互作用能
        3.2.3 靜態(tài)與動態(tài)微磁學
        3.2.4 OOMMF微磁學模擬
    3.3 計算模型
    3.4 納米盤中的斯格明子在極化電流驅(qū)動下的圓周運動振蕩
        3.4.1 斯格明子在納米盤中的動力學行為
        3.4.2 圓周運動振蕩頻率的電流密度調(diào)控
        3.4.3 圓周運動振蕩頻率的外加磁場調(diào)控
4 一個具有勢壘增強邊界的基于斯格明子的自旋納米振蕩器
    4.1 引言
    4.2 計算模型與計算過程
    4.3 斯格明子動力學特性的Thiele方法分析
    4.4 計算結(jié)果與討論
        4.4.1 垂直磁晶各向異性增強邊界對斯格明子的勢壘作用
        4.4.2 納米盤邊界厚度的影響
        4.4.3 更高的振蕩頻率特性及其非線性現(xiàn)象
5 結(jié)論
參考文獻
致謝
在校期間研究成果



本文編號：3746159