自旋波驅(qū)動橫向磁疇壁運動的自旋動力學(xué)的研究.pdf

1、在這個信息化的社會，隨著人們對數(shù)據(jù)存儲密度和數(shù)據(jù)讀取速度的要求的提高，傳統(tǒng)硬盤的缺點逐漸暴露，已經(jīng)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(shù)據(jù)，由于其可以做在三維平面內(nèi)，可以大大提高存儲密度，所以磁疇壁運動在數(shù)據(jù)存儲和邏輯器件方面具有很大的潛在應(yīng)用價值，這使得磁納米結(jié)構(gòu)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(guān)注和研究。磁納米材料中磁疇

2、的動力學(xué)行為也成為人們科學(xué)探究的焦點。目前，用來驅(qū)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(qū)動磁疇壁的自旋動力學(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，以及磁疇壁運動的研究，包括磁場、電流和自旋波驅(qū)動疇壁驅(qū)動疇壁運動的研究現(xiàn)狀。
　　第三章簡明地介紹了本論文數(shù)值模擬計算中主要采用的基本模擬方法:自旋動

3、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)動橫向疇壁的運動規(guī)律，并深入探討了自旋波驅(qū)動疇壁運動的物理機理。研究結(jié)果表明:自旋波驅(qū)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(xiàn)，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(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)

4、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(jié)果使疇壁運動方向與自旋波傳播方向一致;當(dāng)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(jié)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(qū)動磁疇壁運動的所有規(guī)律。

5、r>　　第五章我們探究了不同類型的外場激發(fā)的自旋波驅(qū)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(qū)動疇壁的運動情況，并進(jìn)行了比較。發(fā)現(xiàn)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(xiàn)出些許差別。頻率較低時方波激發(fā)的自旋波驅(qū)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

6、時，速度特性與低頻相反，三角波激發(fā)的自旋波驅(qū)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(xiàn)，當(dāng)不斷增加外場幅值時，疇壁的運動速度會增加，但當(dāng)外場幅值達(dá)到一定程度時速度幾乎保持不變，而這與疇壁的擠壓有關(guān)，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(nèi)疇壁擠壓量也越來越小，對應(yīng)速度的增加量也越來越小，當(dāng)幅值增加到一定值時疇壁寬度幾乎就保持不變，而對應(yīng)的速度