自旋波驅(qū)動(dòng)橫向磁疇壁運(yùn)動(dòng)的自旋動(dòng)力學(xué)的研究.pdf

1、在這個(gè)信息化的社會(huì)，隨著人們對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(diǎn)逐漸暴露，已經(jīng)無法滿足人們的要求，這必然會(huì)催生出對(duì)新型存儲(chǔ)器的研究，2008年IBM的parkin等人提出了賽道存儲(chǔ)器，它是利用納米帶中的磁疇來存儲(chǔ)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(chǔ)密度，所以磁疇壁運(yùn)動(dòng)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和邏輯器件方面具有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值，這使得磁納米結(jié)構(gòu)中的疇壁和疇壁運(yùn)動(dòng)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(dòng)力學(xué)行為也成為人們科學(xué)探究的焦點(diǎn)。目前，用來驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)的方法主要有三種，磁場(chǎng)、極化電流和自旋波，本文主要研究的是自旋波驅(qū)動(dòng)磁疇壁的自旋動(dòng)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(chǔ)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(shí)，以及磁疇壁運(yùn)動(dòng)的研究，包括磁場(chǎng)、電流和自旋波驅(qū)動(dòng)疇壁驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)的研究現(xiàn)狀。
　　第三章簡(jiǎn)明地介紹了本論文數(shù)值模擬計(jì)算中主要采用的基本模擬方法:自旋動(dòng)

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(dòng)橫向疇壁的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并深入探討了自旋波驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)的物理機(jī)理。研究結(jié)果表明:自旋波驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)歸功于能量密度小的磁疇擴(kuò)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(huì)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(shí)，自旋波在疇壁處會(huì)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(yùn)動(dòng)方向與自旋波傳播方向一致;當(dāng)自旋波頻率較大時(shí)，自旋波在疇壁處透射很大反射較小，同時(shí)透射波在納米帶邊界處處會(huì)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(yùn)動(dòng)方向與自旋波傳播方向相反。這種能量失衡機(jī)制能夠很好地解釋，自旋波驅(qū)動(dòng)磁疇壁運(yùn)動(dòng)的所有規(guī)律。

5、r>　　第五章我們探究了不同類型的外場(chǎng)激發(fā)的自旋波驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)的狀況，包括功率相同頻率相同的不同外場(chǎng)、幅值相同頻率相同的不同外場(chǎng)和和頻率相同幅值不同的同一外場(chǎng)三種情況激發(fā)自旋波驅(qū)動(dòng)疇壁的運(yùn)動(dòng)情況，并進(jìn)行了比較。發(fā)現(xiàn)施加不同波形的自旋波對(duì)疇壁運(yùn)動(dòng)峰值和推動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)的外場(chǎng)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(shí)方波激發(fā)的自旋波驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)的比較快，三角波次之，正弦最小，這是由于在低頻時(shí)自旋波的形狀對(duì)疇壁運(yùn)動(dòng)影響較大;在高頻

6、時(shí)，速度特性與低頻相反，三角波激發(fā)的自旋波驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)最快，正弦次之，方波最小，這主要是因?yàn)楦哳l外場(chǎng)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(chǎng)幅值時(shí)，疇壁的運(yùn)動(dòng)速度會(huì)增加，但當(dāng)外場(chǎng)幅值達(dá)到一定程度時(shí)速度幾乎保持不變，而這與疇壁的擠壓有關(guān)，外場(chǎng)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(duì)應(yīng)速度的增加量也越來越小，當(dāng)幅值增加到一定值時(shí)疇壁寬度幾乎就保持不變，而對(duì)應(yīng)的速度