本文關(guān)鍵詞：自旋波驅(qū)動(dòng)橫向磁疇壁運(yùn)動(dòng)的自旋動(dòng)力學(xué)的研究

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【摘要】：在這個(gè)信息化的社會(huì),隨著人們對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度和數(shù)據(jù)讀取速度的要求的提高,傳統(tǒng)硬盤(pán)的缺點(diǎn)逐漸暴露,已經(jīng)無(wú)法滿足人們的要求,這必然會(huì)催生出對(duì)新型存儲(chǔ)器的研究,2008年IBM的parkin等人提出了賽道存儲(chǔ)器,它是利用納米帶中的磁疇來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),由于其可以做在三維平面內(nèi),可以大大提高存儲(chǔ)密度,所以磁疇壁運(yùn)動(dòng)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和邏輯器件方面具有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值,這使得磁納米結(jié)構(gòu)中的疇壁和疇壁運(yùn)動(dòng)規(guī)律在過(guò)去的幾十年中得到了廣泛關(guān)注和研究。磁納米材料中磁疇的動(dòng)力學(xué)行為也成為人們科學(xué)探究的焦點(diǎn)。目前,用來(lái)驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)的方法主要有三種,磁場(chǎng)、極化電流和自旋波,本文主要研究的是自旋波驅(qū)動(dòng)磁疇壁的自旋動(dòng)力學(xué)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(chǔ)領(lǐng)域中的應(yīng)用和發(fā)展。第二章主要介紹磁疇壁的相關(guān)理論知識(shí),以及磁疇壁運(yùn)動(dòng)的研究,包括磁場(chǎng)、電流和自旋波驅(qū)動(dòng)疇壁驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)的研究現(xiàn)狀。第三章簡(jiǎn)明地介紹了本論文數(shù)值模擬計(jì)算中主要采用的基本模擬方法：自旋動(dòng)力學(xué)模擬方法。第四章我們采用微磁模擬方法,研究自旋波驅(qū)動(dòng)橫向疇壁的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并深入探討了自旋波驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)的物理機(jī)理。研究結(jié)果表明：自旋波驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)歸功于能量密度小的磁疇擴(kuò)張及能量密度大的磁疇縮小。我們發(fā)現(xiàn),在自旋波傳播的區(qū)域能量密度會(huì)增加,這與自旋波能量輸送有關(guān)；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(guān)。當(dāng)自旋波頻率較小時(shí),自旋波在疇壁處會(huì)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(jié)果使疇壁運(yùn)動(dòng)方向與自旋波傳播方向一致；當(dāng)自旋波頻率較大時(shí),自旋波在疇壁處透射很大反射較小,同時(shí)透射波在納米帶邊界處處會(huì)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(jié)果使疇壁運(yùn)動(dòng)方向與自旋波傳播方向相反。這種能量失衡機(jī)制能夠很好地解釋,自旋波驅(qū)動(dòng)磁疇壁運(yùn)動(dòng)的所有規(guī)律。第五章我們探究了不同類(lèi)型的外場(chǎng)激發(fā)的自旋波驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)的狀況,包括功率相同頻率相同的不同外場(chǎng)、幅值相同頻率相同的不同外場(chǎng)和和頻率相同幅值不同的同一外場(chǎng)三種情況激發(fā)自旋波驅(qū)動(dòng)疇壁的運(yùn)動(dòng)情況,并進(jìn)行了比較。發(fā)現(xiàn)施加不同波形的自旋波對(duì)疇壁運(yùn)動(dòng)峰值和推動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)的外場(chǎng)閾值幾乎沒(méi)有影響,但是速度大小上呈現(xiàn)出些許差別。頻率較低時(shí)方波激發(fā)的自旋波驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)的比較快,三角波次之,正弦最小,這是由于在低頻時(shí)自旋波的形狀對(duì)疇壁運(yùn)動(dòng)影響較大；在高頻時(shí),速度特性與低頻相反,三角波激發(fā)的自旋波驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)最快,正弦次之,方波最小,這主要是因?yàn)楦哳l外場(chǎng)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(xiàn),當(dāng)不斷增加外場(chǎng)幅值時(shí),疇壁的運(yùn)動(dòng)速度會(huì)增加,但當(dāng)外場(chǎng)幅值達(dá)到一定程度時(shí)速度幾乎保持不變,而這與疇壁的擠壓有關(guān),外場(chǎng)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(nèi)疇壁擠壓量也越來(lái)越小,對(duì)應(yīng)速度的增加量也越來(lái)越小,當(dāng)幅值增加到一定值時(shí)疇壁寬度幾乎就保持不變,而對(duì)應(yīng)的速度也幾乎保持不變。
【關(guān)鍵詞】：磁納米線 疇壁運(yùn)動(dòng) 自旋波 自旋動(dòng)力學(xué)方法 能量失衡機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：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(xiàn)11-12
• 第二章 磁和磁疇壁理論12-27
• 2.2 磁相互作用能簡(jiǎn)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(chǎng)和退磁場(chǎng)能14
• 2.2.5 靜磁能14
• 2.3 磁疇結(jié)構(gòu)14-18
• 2.3.1 磁疇形成的原因14-15
• 2.3.2 磁疇分類(lèi)15-16
• 2.3.3 磁疇和磁疇壁的形成16-18
• 2.4 磁疇壁的運(yùn)動(dòng)18-24
• 2.4.1 磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)磁疇壁的運(yùn)動(dòng)18-19
• 2.4.2 電流驅(qū)動(dòng)磁疇壁的運(yùn)動(dòng)19-20
• 2.4.3 自旋波驅(qū)動(dòng)磁疇壁的運(yùn)動(dòng)20-24
• 參考文獻(xiàn)24-27
• 第三章 自旋動(dòng)力學(xué)方法27-35
• 3.1 模型與哈密頓量27-28
• 3.2 自旋動(dòng)力學(xué)方法28-33
• 3.2.1 Landau-Lifshitz-Gilbert方程28-29
• 3.2.2 有效場(chǎng)的計(jì)算29-32
• 3.2.3 LLG方程顯示形式32-33
• 參考文獻(xiàn)33-35
• 第四章 自旋波驅(qū)動(dòng)磁疇壁運(yùn)動(dòng)的能量失衡機(jī)制35-46
• 4.1 引言35
• 4.2 模型35-37
• 4.3 結(jié)果與討論37-44
• 4.4 小結(jié)44
• 參考文獻(xiàn)44-46
• 第五章 自旋波激發(fā)下的亞穩(wěn)態(tài)磁疇壁動(dòng)力學(xué)研究46-59
• 5.1 引言46-47
• 5.2 模型47-48
• 5.3 結(jié)果與討論48-56
• 5.4 小結(jié)56-57
• 參考文獻(xiàn)57-59
• 碩士學(xué)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(hào)：530945