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武汉大学学报(理学版) 2024年

作者：甘凌霄卢志红张振华肖杨李昆鹏冯金地赵新武汉科技大学材料与冶金学院

纳米结构中的畴壁振荡行为在微波纳米振荡器中具有很好的应用前景。采用微磁学方法，对纳米带结构中涡旋畴壁在不同磁场驱动下涡旋畴壁振荡模式进行了研究，探究了同一磁场不同的偏置场下对涡旋畴壁振荡模式的影响。研究结果表明：在不... 详细信息

纳米结构中的畴壁振荡行为在微波纳米振荡器中具有很好的应用前景。采用微磁学方法，对纳米带结构中涡旋畴壁在不同磁场驱动下涡旋畴壁振荡模式进行了研究，探究了同一磁场不同的偏置场下对涡旋畴壁振荡模式的影响。研究结果表明：在不同的外加磁场下，涡旋畴壁的旋性会由一个旋性稳定不变的涡旋转变为涡旋和反涡旋交替出现，再转变为旋性发生改变的稳定涡旋。随着外磁场磁强度的增大，涡旋的振荡频率先增加后减小再增加；在同一外加磁场下，偏置场可以调控涡旋的旋性，改变偏置场大小可以将一个涡旋畴壁在旋性稳定不变的模式、涡旋和反涡旋交替出现的模式以及旋性发生改变的模式之间来回切换。涡旋畴壁的振荡频率随偏置场的变化趋势与随外加磁场的变化趋势一致。本研究为基于畴壁的新型纳米振荡器的振荡模式多途径调控提供了新思路。

关键词：涡旋畴壁旋性振荡频率微磁模拟偏置场

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磁纳米结构中涡旋畴壁的动力学行为研究

磁纳米结构中涡旋畴壁的动力学行为研究

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作者：李玉婷武汉科技大学

学位级别：硕士

磁纳米结构中的畴壁在高密度存储、逻辑器件以及纳米振荡器中有良好的应用前景,其静态和动态行为得到了广泛的关注。本文用微磁模拟的方法对纳米线中涡旋畴壁的动力学进行了研究。首先对涡旋畴壁在磁场大于Walker磁场时的运动进行了研... 详细信息

磁纳米结构中的畴壁在高密度存储、逻辑器件以及纳米振荡器中有良好的应用前景,其静态和动态行为得到了广泛的关注。本文用微磁模拟的方法对纳米线中涡旋畴壁的动力学进行了研究。首先对涡旋畴壁在磁场大于Walker磁场时的运动进行了研究。然后以不同的涡旋畴壁状态为初态,研究了在磁场驱动下,初态对畴壁动力学行为的影响。最后研究了在磁场大于Walker磁场时,电流的加入对涡旋畴壁振荡行为的影响。主要工作和结果如下:（1）研究了不同纳米线中涡旋畴壁的振荡行为,发现涡旋畴壁在振荡过程中除了极性变化外,还有可能发生旋性改变。旋性改变与否强烈依赖于纳米线尺寸,并与磁场和阻尼系数有关。利用这一特性,在选取适当的纳米线尺寸情况下,可以通过磁场来调控涡旋畴壁的状态,实现不同状态间的转化。（2）对不同磁场驱动下不同初态涡旋畴壁的运动状态进行了研究,发现涡旋畴壁的运动速度以及振荡频率与畴壁的螺旋性有关。不同螺旋性的的涡旋畴壁的动力学行为略有不同。（3）在磁场驱动的纳米线中加入电流,研究了在磁场和电流共同作用下涡旋畴壁的动力学行为。研究发现电流不仅影响畴壁的平动,而且对畴壁的振荡频率也有调制作用。除此之外,电流还会影响畴壁的稳定性,当电流增大时,畴壁振荡过程中可能出现涡旋到反涡旋畴壁的转换。

关键词：微磁学模拟涡旋畴壁磁场驱动旋性极性

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微纳米结构磁性材料的模拟研究

微纳米结构磁性材料的模拟研究

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作者：文银南京大学

学位级别：硕士

目前,无论是工业上还是我们的日常生活中,磁性材料的应用都是非常广泛的。在过去的十年,由于微加工的持续发展,微纳米尺寸的结构已经被广泛的运用了,这些都是因为其具备低能耗和高整合性等显著的优势的原因。因此,磁性材料的研究也渐渐... 详细信息

目前,无论是工业上还是我们的日常生活中,磁性材料的应用都是非常广泛的。在过去的十年,由于微加工的持续发展,微纳米尺寸的结构已经被广泛的运用了,这些都是因为其具备低能耗和高整合性等显著的优势的原因。因此,磁性材料的研究也渐渐转移到了微纳米的结构上面了。本篇论文就着重讨论了微纳米磁盘涡旋态的旋性和极性控制研究,以及人工斯格明子的自旋波激发模式的研究。通过微磁学模拟,我们提出了一种在一个纳秒内切换磁性涡旋的旋性和极性的方法。这个可控的切换方法是通过结合两种不同类型的磁场脉冲,加到亚微米大小的七边形坡莫合金磁盘来实现的。首先,当一个约为100mT的磁场加到沿着七边形其中一边的方向之后,涡旋的旋性就可以根据脉冲磁场的方向来调控了。然后,当一对强度为几十mT,彼此之间有大约100ps的滞后而且相互垂直的脉冲磁场加到坡莫合金磁盘之后,极性就可以被进一步控制了,而且这个控制的过程是不影响之前的旋性控制的结果的。由于这两种类型的脉冲磁场强度上面有很大的不同,我们就可以结合它们来实现对涡旋旋性和极性的组合控制了。同时,我们还讨论了切换的机制,以及尺寸分别为500 nm和700 nm控制的相图。同样依靠微磁学模拟的方法,我们对之前被报道过的人工斯格明子晶体的自旋波激发模式进行了研究。这种斯格明子晶体是由一层垂直膜上面长一层六角涡旋阵列所形成的。我们先对这样的斯格明子加一个沿着面内和一个垂直于膜面的脉冲磁场,可以得到4个本征振动模式。然后通过对斯格明子加周期场,可以进一步确定其中两个频率较小的模式是面内进动模式,并且他们彼此的进动方向是相反的。剩下的两个较高的模式就是面外振动模式,即呼吸模式。为了比较,我们对斯格明子数为+1和-1的斯格明子都进行了相同的研究,发现他们的振动模式基本都是一样的,并且在加相同周期场的情况下,这两种斯格明子在相同时间的振动状态是刚好反过来的。

关键词：微磁学模拟磁性涡旋极性旋性人工斯格明子晶体自旋波模式

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