磁纳米带上自旋波与畴壁动力学相互作用的研究

摘要

近年来，磁纳米线上畴壁运动因其在开发磁性逻辑器件和新型数据存储器等领域有潜在应用而备受关注。而在这些器件中，畴壁运动技术是关键。目前驱动畴壁运动的方式主要有四种，分别是外磁场、自旋极化电流、自旋波和温度梯度。而在这四种方式中，自旋极化电流和自旋波驱动是目前研究的热点。其中自旋波驱动畴壁运动方式具有功耗小，回避磁性物质导电性差的不足的优点更是备受关注。现在，对于自旋波驱动畴壁运动的机理存在不同的解释，主要为自旋转移力矩机制和线性动量转移力矩两种解释。然而自旋波驱动下畴壁运动的方向取决于自旋波的频率和振幅，并且也依赖自旋波对畴壁的反射和透射系数。那么对于自旋转移力矩这种机制不能很好的解释自旋波的传播方向，对于线性动量转移机制，自旋波在传播到畴壁时，由于动量守恒，它会被畴壁反射或穿透。但是，自旋波在传播到畴壁处时，自旋波会与畴壁发生相互作用，目前对于畴壁与自旋波的相互作用机理还不是很清楚。因此，本文基于微磁模拟的方法对单条磁纳米带上单个畴壁的稳态调控及其自旋波驱动行为进行了研究。
　　本论文第一章绪论部分主要介绍磁性的起源，磁性逻辑器件的应用和发展，畴壁的相关知识，包括驱动畴壁运动的方式，以及畴壁运动在理论和实验上的一些研究现状。
　　第二章介绍了本论文数值模拟方法:自旋动力学模拟方法。即传统的自旋动力学模拟方法和含自旋转移力矩的LLG方程。
　　第三章研究了单条磁纳米带上正弦波与畴壁动力学的相互作用。结果表明:在自旋波未传播到畴壁时，畴壁存在一个内凛的振动，这是与自旋波无关的。当自旋波传播到畴壁时，与畴壁发生作用产生受迫振动，并且振动频率与自旋波的频率基本相同。同时，受迫振动的振幅与自旋波的频率密切相关。这主要反映在自旋波与畴壁相互作用产生的共振峰上。另一方面，在自旋波的驱动下，由于自旋波存在被畴壁反射的现象，其反射系数和畴壁的运动速度对频率是非常敏感的，并且也与自旋波和畴壁相互作用的共振幅度密切相关。
　　第四章讨论了三角波、方波和正弦波三种不同模式的自旋波（功率相同）对畴壁运动的影响。主要研究了这三种不同模式的自旋波驱动畴壁运动的特点和规律，了解不同模式的自旋波和畴壁相互作用的机制，以期找出有效控制畴壁运动的合理方法，为实验提供理论指导。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 磁性存储与畴壁运动技术的发展

1．2 畴壁的相关知识

1．2．1 畴壁

1．2．2 磁畴的类别

1．2．3 产生畴壁的方法

1．3 驱动畴壁运动的方式

1．3．1 磁场驱动畴壁的运动

1．3．2 电流驱动畴壁的运动

1．3．3 自旋波驱动畴壁运动的方式

1．3．4 温度梯度驱动畴壁运动的方式

1．4 本论文的研究工作

参考文献

第二章 微磁模拟方法

2．1 磁性系统中的哈密顿量

2．2 自旋动力学方法

2．3 有效场的计算

2．4 LLG方程的显示形式

2．5 含自旋转移力矩的LLG方程

2．6 含热场的计算

2．6．1 热场的确定

2．6．2 随机LLG方程的数值积分

2．6．3 显示LLG方程的积分公式

参考文献

第三章 正弦自旋波驱动横向壁运动的受迫振动和多频共振的研究

3．1 引言

3．2 模型

3．3 结果与讨论

3．4 小结

参考文献

第四章 不同类型外场激发下自旋波与畴壁动力学相互作用的研究

4．1 引言

4．2 模型

4．3 结果与讨论

4．4 小结

参考文献

总结与展望

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