分子磁性和磁多層膜的一些理論研究.pdf

1、本文包含兩個(gè)部分，即分子磁性和鐵磁多層膜微觀磁構(gòu)形的自旋動(dòng)力學(xué)模擬兩個(gè)部分。在第一部分，我們研究分子磁性領(lǐng)域中的一些問(wèn)題，包括量子共振隧穿的宏觀量子效應(yīng)、階梯狀磁滯回路、時(shí)間平方根磁遲豫過(guò)程、橫向各向異性、核自旋效應(yīng)、磁偶極相互作用效應(yīng)和溫度效應(yīng)等。第一部分共有五章：第一章，我們簡(jiǎn)要回顧了，關(guān)于單分子磁體Mn12、Fe8、Mn4和超分子磁團(tuán)簇[Mn4]2在理論和實(shí)驗(yàn)上的發(fā)展過(guò)程；第二章，我們以Mn12體系為例，介紹了關(guān)于量子共振隧穿的一

2、些基本理論描述，以及一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果；第三章，我們給出了用Landau-Zenner模型和嚴(yán)格對(duì)角化的數(shù)值計(jì)算方法，對(duì)Mn12體系中階梯狀磁滯回路所作的一些研究；第四章，我們用數(shù)值求解含時(shí)薛定諤方程的方法，研究超分子磁團(tuán)簇[Mn4]2體系的量子共振隧穿過(guò)程；第五章，我們提出一種唯象的局域熱平衡方法，研究Mn12體系熱助隧穿的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。第二部分，我們通過(guò)自旋動(dòng)力學(xué)模擬的方法，研究鐵磁多層膜的微觀磁構(gòu)形。Spinvortex自旋構(gòu)形是鐵磁多層

3、膜里很普遍出現(xiàn)的磁構(gòu)形，這種“渦旋”狀的自旋構(gòu)形在平行于磁膜平面的外磁場(chǎng)下會(huì)很容易地漂移。出于潛在可能的技術(shù)應(yīng)用上的目的，我們致力于研究如何釘扎這種Spinvortex，使它變得更穩(wěn)定，而不易在平面外磁場(chǎng)下漂移。第二部分共有三章：第一章，我們簡(jiǎn)要地介紹該領(lǐng)域的一些背景和一些前人的工作；第二章，我們介紹自旋動(dòng)力學(xué)模擬的方法和模擬計(jì)算中要用到的快速傅立葉變換方法；第三章，我們提出了兩種有效釘扎Spinvortex的辦法，一個(gè)是通過(guò)打孔的辦法