10464.磁納米帶中多疇壁磁結(jié)構(gòu)調(diào)控及其電流驅(qū)動(dòng)

1、董文俊磁納米帶中多疇壁磁結(jié)構(gòu)調(diào)控及其電流驅(qū)動(dòng)中文摘要基于磁疇壁器件的研究引起了人們廣泛的關(guān)注，因?yàn)樗谛滦痛鎯?chǔ)器、磁性邏輯器件、磁性振蕩器等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。在這些器件中，疇壁運(yùn)動(dòng)技術(shù)是關(guān)鍵。目前驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)的方式主要有磁場、自旋極化電流、自旋波、溫度梯度等，其中電流驅(qū)動(dòng)是利用自旋轉(zhuǎn)移力矩效應(yīng)，其可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)疇壁的共同運(yùn)動(dòng)而不打亂原有的順序，并且可以獲得較高的疇壁運(yùn)動(dòng)速度，所以近年來電流驅(qū)動(dòng)疇壁的運(yùn)動(dòng)在理論和實(shí)驗(yàn)上得到了充分的研究

2、。目前，電流驅(qū)動(dòng)單個(gè)疇壁的運(yùn)動(dòng)規(guī)律已經(jīng)研究的很詳細(xì)。然而實(shí)際應(yīng)用中常常會(huì)涉及到多疇壁的運(yùn)動(dòng)，比如在賽道存儲(chǔ)器中，為了提高存儲(chǔ)密度，將其做成三維的結(jié)構(gòu)，其存儲(chǔ)密度取決于相鄰納米線間的距離和單條納米線上疇壁的密度，讀寫速度取決于疇壁的速度。但是在磁納米線上，疇壁與疇壁之間存在靜磁相互作用，會(huì)影響疇壁運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)行為，甚至導(dǎo)致信息失真。因此在磁納米帶上控制穩(wěn)定的多疇壁磁結(jié)構(gòu)極為重要。本文基于微磁模擬的方法對(duì)單條磁納米帶上多個(gè)疇壁的穩(wěn)態(tài)調(diào)控及其

3、電流驅(qū)動(dòng)行為進(jìn)行了研究。第一章緒論部分主要介紹了磁存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，疇壁的相關(guān)知識(shí)，驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)的方式，以及疇壁運(yùn)動(dòng)在理論和實(shí)驗(yàn)上的一些研究現(xiàn)狀。第二章介紹了本論文數(shù)值模擬采用的方法一微磁模擬，包括傳統(tǒng)的自旋動(dòng)力學(xué)方法和含自旋轉(zhuǎn)移力矩的LLG方程。第三章研究了單條磁納米帶上多個(gè)橫向壁磁結(jié)構(gòu)的調(diào)控及其在電流驅(qū)動(dòng)下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。結(jié)果表明：兩個(gè)橫向壁之間的相互作用與疇壁中心的取向有關(guān)，取向相同的兩橫向壁之間只存在長程吸引作用，最終兩疇壁會(huì)被

4、湮滅；取向相反的兩橫向壁之間存在長程吸引作用和短程排斥作用，當(dāng)兩種作用彼此平衡時(shí)，兩疇壁會(huì)形成一種亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。多個(gè)取向相反的橫向壁依次排列，最終會(huì)形成一個(gè)復(fù)合疇壁的結(jié)構(gòu)，我們稱這種結(jié)構(gòu)為多360。疇壁結(jié)構(gòu)(MS60S)，它由多個(gè)360。子結(jié)構(gòu)構(gòu)成。另外，電流驅(qū)動(dòng)多360。疇壁結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)類似于單個(gè)疇壁的運(yùn)動(dòng)，但是電流大于一臨界值時(shí)，多360。疇壁結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生湮滅行為。湮滅的臨界電流依賴于360。子結(jié)構(gòu)的數(shù)目，存在一種奇偶特性，并發(fā)現(xiàn)這種奇偶

5、特性與多360。疇壁結(jié)構(gòu)的面外磁矩有關(guān)。第四章討論了各向異性對(duì)電流驅(qū)動(dòng)360。疇壁動(dòng)力學(xué)行為的影響。主要研究了系統(tǒng)只有單軸各向異性、系統(tǒng)只有立方各向異性以及系統(tǒng)同時(shí)具有單軸各向異性和立方各向異性董文俊磁納米帶中多疇壁磁結(jié)構(gòu)調(diào)控及其電流驅(qū)動(dòng)AbstractTheresearchesofdevicesbasedondomainwallshaveattractedmuchattentionbecauseofitspotentialapplic

6、ationsinnextgenerationmemories，magneticlogicdevices，magneticoscillatorandSOonInthesedevices，domainwallmotionisakeytechnologyThereareseveralmethodstodrivedomainwallmotion，suchasmagneticfield，spinpolarizedcurrent，spinwavea

7、ndtemperaturegradientThecurrentdrivenmotionduetospintransfertorquecanrealizethesynchronizedmotionofmultipledomainwallsinthenanostripewithoutdisturbingtheoriginalsequenceandcanachievehigherdomainwallspeedTherefore，thecurr

8、entdrivenmotionofdomainwallhasbeenwellstudiedtheoreticallyandexperimentallyinrecentyearsAtpresent，themotionofsingledomainwalldrivenbycurrenthasbeenwellstudiedindetailHoweverforpracticalapplications，thereareusuallysomepro

9、blemsrelatedtothemotionofmultipledomainwallsForinstance，inordertoincreasestoragedensitytheracetrackmemoryismadeintoathreedimensionalstructureThestoragedensitydependsonthedistancebetweenadjacentnanowiresandthedensityofdom

10、ainwallsinsinglenanowire，andthereadingorwritingspeedofthememorydependsonthedomainwallvelocityHowevertherearemagnetostaticinteractionsbetweendomainwallsinthemagneticnanowire，whichmayaffectthedynamicbehaviorofdomainwallmot

11、ionandevenleadtoinformationdistortedSoitisessentialtocontrolthestabilityofmultiplemagneticdomainwallstructuresinthemagneticnanostripeInthispaperwediscussedthestablemanipulationofmultiplemagneticdomainwallsanditscurrentdr

12、ivenmotioninamagneticnanostripebymicromagneticsimulationsThefirstchaptermainlyintroducestheapplicationanddevelopmentofmagneticstoragetechnologytherelatedknowledgeofdomainwall，themethodstodrivethedomainwallmotion，andthere

13、searchstatusofthedomainwallmotionintheoryandexperimentThesecondchapterintroducesmicromagneticsimulation，whichisthenumericalsimulationmethodusedinthispaperincludingthetraditionalspindynamicsmethodandtheLLGequationwithspin

14、transfertorqueThethirdchapterstudiesthemanipulationofmultipletransversewallstructuresanditscurrent—drivenmotioninthesinglemagneticnanostripeTheresultsshowthattheinteractionbetweentwotransverseWallsisrelatedtotheorientati