本文關鍵詞：自旋波驅動橫向磁疇壁運動的自旋動力學的研究

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【摘要】：在這個信息化的社會,隨著人們對數據存儲密度和數據讀取速度的要求的提高,傳統硬盤的缺點逐漸暴露,已經無法滿足人們的要求,這必然會催生出對新型存儲器的研究,2008年IBM的parkin等人提出了賽道存儲器,它是利用納米帶中的磁疇來存儲數據,由于其可以做在三維平面內,可以大大提高存儲密度,所以磁疇壁運動在數據存儲和邏輯器件方面具有很大的潛在應用價值,這使得磁納米結構中的疇壁和疇壁運動規(guī)律在過去的幾十年中得到了廣泛關注和研究。磁納米材料中磁疇的動力學行為也成為人們科學探究的焦點。目前,用來驅動疇壁運動的方法主要有三種,磁場、極化電流和自旋波,本文主要研究的是自旋波驅動磁疇壁的自旋動力學研究。本論文緒論部分主要介紹了磁性起源、磁性材料在信息存儲領域中的應用和發(fā)展。第二章主要介紹磁疇壁的相關理論知識,以及磁疇壁運動的研究,包括磁場、電流和自旋波驅動疇壁驅動疇壁運動的研究現狀。第三章簡明地介紹了本論文數值模擬計算中主要采用的基本模擬方法：自旋動力學模擬方法。第四章我們采用微磁模擬方法,研究自旋波驅動橫向疇壁的運動規(guī)律,并深入探討了自旋波驅動疇壁運動的物理機理。研究結果表明：自旋波驅動疇壁運動總是伴隨著疇壁兩邊磁疇能量失衡,其中一邊磁疇能量密度減小,另一邊磁疇能量密度增加,疇壁運動歸功于能量密度小的磁疇擴張及能量密度大的磁疇縮小。我們發(fā)現,在自旋波傳播的區(qū)域能量密度會增加,這與自旋波能量輸送有關；而在自旋波的入射波與反射波疊加區(qū)域,能量密度減小,這與能量耗散有關。當自旋波頻率較小時,自旋波在疇壁處會有很大反射,透射較小,從而在自旋波入射的一邊形成自旋波疊加使能量密度減小,在透射一邊能量密度增大,結果使疇壁運動方向與自旋波傳播方向一致；當自旋波頻率較大時,自旋波在疇壁處透射很大反射較小,同時透射波在納米帶邊界處處會反射并與透射波疊加,從而在自旋波入射的一邊能量密度增大,在透射一邊能量密度減小,結果使疇壁運動方向與自旋波傳播方向相反。這種能量失衡機制能夠很好地解釋,自旋波驅動磁疇壁運動的所有規(guī)律。第五章我們探究了不同類型的外場激發(fā)的自旋波驅動疇壁運動的狀況,包括功率相同頻率相同的不同外場、幅值相同頻率相同的不同外場和和頻率相同幅值不同的同一外場三種情況激發(fā)自旋波驅動疇壁的運動情況,并進行了比較。發(fā)現施加不同波形的自旋波對疇壁運動峰值和推動疇壁運動的外場閾值幾乎沒有影響,但是速度大小上呈現出些許差別。頻率較低時方波激發(fā)的自旋波驅動疇壁運動的比較快,三角波次之,正弦最小,這是由于在低頻時自旋波的形狀對疇壁運動影響較大；在高頻時,速度特性與低頻相反,三角波激發(fā)的自旋波驅動疇壁運動最快,正弦次之,方波最小,這主要是因為高頻外場激發(fā)的的自旋波的波形相同,但是幅值不同所造成。此外,我們還發(fā)現,當不斷增加外場幅值時,疇壁的運動速度會增加,但當外場幅值達到一定程度時速度幾乎保持不變,而這與疇壁的擠壓有關,外場幅值越高,疇壁擠壓程度越大,且隨著幅值的增加,單位幅值內疇壁擠壓量也越來越小,對應速度的增加量也越來越小,當幅值增加到一定值時疇壁寬度幾乎就保持不變,而對應的速度也幾乎保持不變。
【關鍵詞】：磁納米線 疇壁運動 自旋波 自旋動力學方法 能量失衡機制
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP333;TB383.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-12
• 1.1 磁性與磁性材料的發(fā)展9-11
• 參考文獻11-12
• 第二章 磁和磁疇壁理論12-27
• 2.2 磁相互作用能簡介12-14
• 2.2.1 交換作用能12
• 2.2.2 各向異性和各向異性能12-13
• 2.2.3 磁致伸縮和磁彈性能13-14
• 2.2.4 退磁場和退磁場能14
• 2.2.5 靜磁能14
• 2.3 磁疇結構14-18
• 2.3.1 磁疇形成的原因14-15
• 2.3.2 磁疇分類15-16
• 2.3.3 磁疇和磁疇壁的形成16-18
• 2.4 磁疇壁的運動18-24
• 2.4.1 磁場驅動磁疇壁的運動18-19
• 2.4.2 電流驅動磁疇壁的運動19-20
• 2.4.3 自旋波驅動磁疇壁的運動20-24
• 參考文獻24-27
• 第三章 自旋動力學方法27-35
• 3.1 模型與哈密頓量27-28
• 3.2 自旋動力學方法28-33
• 3.2.1 Landau-Lifshitz-Gilbert方程28-29
• 3.2.2 有效場的計算29-32
• 3.2.3 LLG方程顯示形式32-33
• 參考文獻33-35
• 第四章 自旋波驅動磁疇壁運動的能量失衡機制35-46
• 4.1 引言35
• 4.2 模型35-37
• 4.3 結果與討論37-44
• 4.4 小結44
• 參考文獻44-46
• 第五章 自旋波激發(fā)下的亞穩(wěn)態(tài)磁疇壁動力學研究46-59
• 5.1 引言46-47
• 5.2 模型47-48
• 5.3 結果與討論48-56
• 5.4 小結56-57
• 參考文獻57-59
• 碩士學位期間發(fā)表或即將發(fā)表的論文目錄59-60
• 致謝60-61

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本文編號：530945