【摘要】：磁性斯格明子是一種受拓?fù)浔Ｗo(hù)的自旋結(jié)構(gòu)。自第一次在實(shí)驗(yàn)上觀測到斯格明子以來,斯格明子一直是凝聚態(tài)物理學(xué)的一個(gè)突出話題。由于斯格明子的拓?fù)浞�(wěn)定性、納米尺度以及低電流閾值驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn),斯格明子有望成為下一代自旋器件信息載體的候選者。然而,由斯格明子的非平凡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)造成的斯格明子霍爾效應(yīng),會(huì)導(dǎo)致斯格明子在器件的邊緣堆積甚至是湮滅,這嚴(yán)重地阻礙了斯格明子的實(shí)際應(yīng)用。由于納米管結(jié)構(gòu)在切向上沒有邊界,因此,即使存在斯格明子霍爾效應(yīng),斯格明子也不會(huì)在邊界處消失。這激發(fā)了我們?nèi)パ芯克垢衩髯釉诩{米管上的運(yùn)動(dòng)。本論文主要通過微磁模擬,理論分析電流驅(qū)動(dòng)下斯格明子在磁性納米管上的運(yùn)動(dòng)。首先,為了了解磁性斯格明子在納米管上的形成過程,我們通過調(diào)節(jié)DM相互作用的系數(shù)和納米管的厚度,得到系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的相圖。當(dāng)DM相互作用很小時(shí),系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)為單疇?wèi)B(tài)。當(dāng)DM相互作用取適中的值時(shí),系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)為斯格明子態(tài)。從納米管的內(nèi)表面到外表面,斯格明子的尺寸逐漸增大。同時(shí),從模擬的結(jié)果我們看到形成的斯格明子是向右傾斜的,這是因?yàn)楣軤罱Y(jié)構(gòu)的曲面效應(yīng)而導(dǎo)致的額外有效DM相互作用造成的結(jié)果。當(dāng)DM相互作用很大時(shí),系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)為被拉伸的斯格明子態(tài),斯格明子像螺旋一樣被拉長到納米管的兩端。DM相互作用的系數(shù)為正時(shí)形成的是具有右手手性的螺旋,當(dāng)DM相互作用的系數(shù)為負(fù)時(shí)形成的是具有左手手性的螺旋。然后,我們在無限長的納米管上研究電流驅(qū)動(dòng)下斯格明子的動(dòng)力學(xué)。通過微磁模擬,我們發(fā)現(xiàn)斯格明子在納米管上沿著螺旋的軌跡運(yùn)動(dòng),它的速度正比于所施加電流密度的大小,在很大電流的時(shí)候也保持穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)不會(huì)被破壞。作為比較,在平面結(jié)構(gòu)上,由于斯格明子霍爾效應(yīng),斯格明子會(huì)偏移電流驅(qū)動(dòng)的方向,最終在邊界處湮滅。最后,我們研究了在納米管上斯格明子速度的厚度依賴關(guān)系。我們發(fā)現(xiàn),斯格明子的軸向速度不隨厚度改變,和在平面結(jié)構(gòu)中的結(jié)果一致。然而,在納米管上,斯格明子的角速度會(huì)隨著納米管厚度的增加而增加,不同于平面的結(jié)構(gòu)。在平面結(jié)構(gòu)上,斯格明子的速度不隨厚度變化。
【圖文】：

斯格明子結(jié)構(gòu)以及DM相互作用示意圖

在微磁模擬上產(chǎn)生斯格明子
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O469;TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張志東;;磁性材料的磁結(jié)構(gòu)、磁疇結(jié)構(gòu)和拓?fù)浯沤Y(jié)構(gòu)[J];物理學(xué)報(bào);2015年06期

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本文編號：2684714