磁性材料中耗散問題備受關(guān)注,而吉爾伯特(Gilbert)阻尼是標(biāo)志耗散的重要參數(shù),如何調(diào)節(jié)以磁性薄膜為基礎(chǔ)構(gòu)成的磁存儲器件中的阻尼大小變得尤為重要。尤其在涉及重金屬時,自旋軌道耦合作用使得多層膜體系中的物理變得復(fù)雜而有趣。本文探究了磁性多層膜Co|X(X=Pt,Pd,Ni)的Gilbert阻尼,發(fā)現(xiàn)Co|Pd和Co|Pt多層膜阻尼的計算值和實驗值符合較好,但Co|Ni多層膜卻有很大差別。第一性原理輸運計算表明這一巨大差別是由于實驗中通常使用非磁金屬(如Pt)作為覆蓋層,而鐵磁層和非磁層接觸會導(dǎo)致界面處阻尼增強。界面增強阻尼可以用自旋泵浦理論解釋:鐵磁層中進動的磁矩會向近鄰的非磁層“泵浦”自旋流,導(dǎo)致描述磁動力學(xué)的Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)方程中出現(xiàn)額外的一項。這一界面增強阻尼主要被非磁層X的厚度影響,隨X厚度增加單調(diào)增大。由于Co|Ni多層膜本身具有很強的垂直磁各向異性,我們還研究了Co|Ni多層膜不與任何非磁層接觸時阻尼的影響因素,其隨Ni的層數(shù)增加而增大,這是由于Ni的層數(shù)增加導(dǎo)致系統(tǒng)自旋軌道耦合增大從而阻尼增大。探究以上影響因素時都考慮了溫度的影響,...

【文章頁數(shù)】：49 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 自旋輸運
    1.2 Landau-Lifshitz-Gilbert方程和Gilbert阻尼
    1.3 薄膜阻尼的研究進展
        1.3.1 薄膜的界面增強阻尼
        1.3.2 薄膜阻尼的量子阱態(tài)和各向異性
    1.4 本文研究內(nèi)容和意義
第二章 輸運計算的第一性原理散射理論
    2.1 密度泛函理論
        2.1.1 Hartree-Fock方程
        2.1.2 Hohenberg-Kohn定理和Kohn-Sham自洽方程組
        2.1.3 電子自洽:TB-LMTO
    2.2 第一性原理散射理論
        2.2.1 散射理論
        2.2.2 Gilbert阻尼和電阻率計算方法
    2.3 各類無序
        2.3.1 晶格熱擾動
        2.3.2 合金無序和自旋漲落
第三章 磁性多層膜輸運性質(zhì)
    3.1 Co|X多層膜阻尼
    3.2 (CoNi)n|Pt多層膜的界面增強阻尼
        3.2.1 CoNi多層膜厚度對阻尼的影響
        3.2.2 自旋泵浦理論
        3.2.3 Pt及Cu厚度對阻尼的影響
    3.3 CoNi多層膜的阻尼和電阻率
        3.3.1 溫度的影響
        3.3.2 Ni厚度的影響
        3.3.3 界面粗糙程度的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 磁性單層膜阻尼的量子阱態(tài)和各向異性
    4.1 Co單層膜阻尼的量子阱態(tài)
        4.1.1 量子阱態(tài)概述
        4.1.2 計算細節(jié)
        4.1.3 阻尼的量子阱態(tài)
        4.1.4 態(tài)密度的量子阱態(tài)和相位積累模型
    4.2 Co單層膜阻尼的各向異性
        4.2.1 磁各向異性
        4.2.2 阻尼各向異性
        4.2.3 計算細節(jié)
        4.2.4 計算結(jié)果和分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論及展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間完成的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3797415