電流誘導疇壁運動和光誘導自旋霍爾效應.pdf

1、本文集中討論了自旋電子學領(lǐng)域近年來發(fā)展的電流誘導疇壁運動(CIMDW)和自旋霍爾效應(SHE)的理論。作為很可能未來在工程領(lǐng)域取得突破性革新的自旋電子學(Spintronics)，它的核心是在于用有效的方法控制材料中的自旋。本文主要是討論用電和光的辦法控制自旋。 首先，我們在第一章中對自旋電子學的發(fā)展做了一個簡單的回顧。接下來在第二章，我們簡單介紹了最近幾年這一領(lǐng)域中的電流誘導疇壁運動和自旋霍爾效應方面基礎(chǔ)理論和進展。從第三章到

2、第五章詳細介紹了我在這些方面所做的工作。在第三章，我們詳細研究了在恒定電流產(chǎn)生的絕熱自旋轉(zhuǎn)矩影響下的雙軸鐵磁體的動力學行為。通過將加上絕熱自旋轉(zhuǎn)矩(Spintorque)的Laudau-Lifschitz方程化成sine-gordon方程，我們從對孤粒子的微擾驗證其穩(wěn)定性出發(fā)，得到了在ClMDW現(xiàn)象中非常重要的物理量一閾值電流和其它參數(shù)的關(guān)系，并進一步討論了高于閾值電流時疇壁的運動。在第四章中，我們研究了快速變化的電流對疇壁的影響。通過

3、驗證絕熱條件，我們將絕熱自旋轉(zhuǎn)矩推廣到快速變化的電流情形，并得到了決定疇壁運動的拉氏量。在此基礎(chǔ)上我們研究了疇壁的運動特征，特別是在電流和磁場共同影響下的疇壁的運動行為，從而提出了一種有效的降低電流閾值卻不失控制的精確性的方法。本章最后我們研究了電流導致疇壁的宏觀量子效應。在第五章，我們提出了用線性光學的辦法實現(xiàn)自旋霍爾效應。在電子自旋產(chǎn)生的三能級系統(tǒng)中，通過對光與自旋態(tài)互作用哈密頓量對角化，得到了對不同的自旋態(tài)產(chǎn)生不同的影響的有效規(guī)范