检索结果-南通市图书馆

维普期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

周期性铁磁薄膜中的调制失稳和磁孤子研究

周期性铁磁薄膜中的调制失稳和磁孤子研究

作者：谷冠男湖南大学

学位级别：硕士

由于孤子具有独特的性质和应用潜力，孤子动力学的研究是当今非线性科学研究的热门课题之一。在磁性系统中，磁孤子是一种常见的非线性激发。人们自1931年开始这方面的研究，如今在实验和理论上都已取得了重大的进展。本论文在总结和分... 详细信息

由于孤子具有独特的性质和应用潜力，孤子动力学的研究是当今非线性科学研究的热门课题之一。在磁性系统中，磁孤子是一种常见的非线性激发。人们自1931年开始这方面的研究，如今在实验和理论上都已取得了重大的进展。本论文在总结和分析国内外研究现状及介绍理论研究方法的基础上，从理论上研究了周期性铁磁薄膜中孤子的特性和在自旋极化电流作用下铁磁薄膜的磁孤子动力学问题，得到了一些有意义的结论。论文研究的主要内容和结果如下：论文第一部分首先简要叙述了孤子和磁孤子的发展史，描述磁动力学的朗道-栗弗席兹-吉尔伯特方程(Landau-Lifshitz-Gilbert equation, LLG)的推导，周期性铁磁材料的开发和应用;然后概述了描述包络孤子的非线性薛定谔方程(NonlinearSchr dinger equation, NLSE)，介绍了本文所用到的理论工具-多尺度展开法。论文第二部分从Landau-Lifshitz-Gilbert方程出发，基于布洛赫理论，利用多尺度展开，我们得到了周期性铁磁薄膜系统的包络方程，即非线性薛定谔方程。为了定性地分析结果，我们采用Kronig-Penney周期势来实现磁场的周期性调制。通过分析包络方程，我们讨论了磁晶各向异性场大于和小于退磁场两种情况下的孤子解，并且我们发现由于非线性引起的频移和频谱的周期性剪裁作用，在禁带的不同位置可能形成不同的带隙磁孤子。在论文第三部分中，考虑铁磁薄膜中由自旋极化电流对局域磁化强度的影响产生的自旋转移矩效应，利用含有绝热和非绝热自旋矩的推广的Landau-Lifshitz-Gilbert方程来描述自旋极化电流作用下铁磁薄膜中的磁化强度动力学，我们对该方程进行多尺度展开，得到了电流驱动下的包络方程。

关键词：磁孤子朗道-栗弗席兹-吉尔伯特方程多尺度展开周期性调制自旋转移矩

基于等离激元诱导透明的巨磁克尔效应与超慢磁孤子研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于等离激元诱导透明的巨磁克尔效应与超慢磁孤子研究

作者：徐毅斌华东师范大学

学位级别：硕士

近年来,由人工构造的亚波长尺度电磁超材料(metamaterial)研究引起了人们的极大关注。有关理论与实验工作已广泛开展起来,且已成为设计制造新一代新型器件的范例。由于具有诸多优异和奇特的物理性能,这些超材料可用来对电磁辐射进行前... 详细信息

近年来,由人工构造的亚波长尺度电磁超材料(metamaterial)研究引起了人们的极大关注。有关理论与实验工作已广泛开展起来,且已成为设计制造新一代新型器件的范例。由于具有诸多优异和奇特的物理性能,这些超材料可用来对电磁辐射进行前所未有的有效操控并有望获得许多重要的实际应用。众所周知,利用天然形成的原子和分子难以获得显著的磁响应,在千兆赫兹或更高的频率范围尤其如此。其原因是在该频率区域中电磁辐射耦合到原子或分子中的磁性成分比电性成分弱得多。因此,长期以来在微波频率及更高频率下如何获得显著的线性磁响应一直是一个具有挑战性的课题。上个世纪末,英国学者***等人提出了通过使用人工制作的原子阵列组成的超材料来实现大的线性电磁响应的设想。另一方面,如何获得具有优于天然非线性电磁材料的人工非线性电磁材料也是科学家和工程师的一个长久梦想。***等人曾建议可在超材料中掺杂某些非线性元件来增强材料的电磁非线性。基于此建议许多学者提出了各种可能的方案,包括在超材料中使用非线性基质材料、通过插入非线性元件等来增强超材料的非线性电磁特性,得到了不少研究结果。然而,迄今为止所报道的线性和非线性磁响应研究结果都存在若干严重问题,包括很大的辐射损耗及要求很高的输入功率等。另外,利用这些方案也难以获得显著的、纯粹的非线性磁响应。作者在攻读硕士学位期间,针对上述问题开展了较为系统深入的研究。其主要目的是提出新的超材料设计方案,利用等离激元诱导透明(plasmon induced transparency;简称PIT)效应实现对电磁辐射损耗的有效抑制,在超材料中获得纯的磁响应并使其非线性磁响应获得显著的增强。该研究所取得的成果如下:一、提出了基于PIT实现非线性磁超材料的方案。在该方案中,超材料中的超原子是由两个具有缺口的金属环谐振器(Split-ring resonator)组成的超原子阵列所构成。通过两个缺口环谐振器的适当耦合,在体系中可实现亮振子与暗振子运动的相消干涉,即PIT。该现象是三能级原子系统中电磁感应诱导透明现象的超材料模拟。为了得到磁非线性,在每个开口环谐振器的缺口中嵌入变容二极管等非线性元件,从而使得超原子具有非线性特性。这项研究的结果显示,PIT透明窗口可由缺口环谐振器之间的距离等参数很好地调控,体系的磁非线性强度也可由嵌入超原子中的变容二极管的参数和体系的超原子密度等进行有效控制。二、证明了利用PIT可实现增强的磁克尔非线性。基于所提出的超材料方案,从解析与数值模拟两方面详细求解了非线性超原子阵列和体系电磁场所满足的非线性耦合方程组。研究结果表明,在该超材料中可获得三阶非线性磁化率的极大增强,且具有很低的辐射损耗。在理论上阐明了该巨磁克尔效应来自于该超原子中亮振子与暗振子的共振特性,以及变容二极管所提供的非线性效应;PIT机制的应用使得构成该材料的超原子中的亮振子与暗振子发生相消干涉,从而使该磁材料的线性与非线性辐射损耗得到很大的抑制。因此,利用该磁性超材料可获得通常非线性磁材料所不具有的低损耗、巨磁克尔非线性。三、证明了利用PIT可实现低功率的超慢磁孤子。基于所获得的巨磁克尔非线性效应,研究了在该超材料中实现稳定传播的非线性磁脉冲的可能性。利用奇异微扰方法,导出了非线性磁脉冲所满足的非线性包络方程。研究表明,基于磁克尔效应与色散效应的平衡,在该超材料可产生磁孤子。这些非线性磁脉冲不仅可以稳定地在体系中传播,而且具有极低产生功率和极慢的传播速度。本文的研究结果不仅拓广了非线性超材料的研究领域,而且为获得显著、低损耗、主动可调的纯非线性磁响应超材料提供了有力的理论依据,可望在基于超材料的信息处理和传输等问题中获得重要的实际应用。

关键词：等离激元诱导透明磁克尔非线性磁孤子

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

铁磁中新激发态和形成机制

山西大学学报(自然科学版) 2022年第3期45卷 701-711页

作者：李再东田志欣南雪萌屈川天津理工大学理学院山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室

文章介绍铁磁体中磁化强度运动的新激发态和形成机制，包括Akhmediev呼吸子、Kuznetsov-Ma孤子和怪波。在各向同性情况下，Landau-Lifshitz方程存在自旋波解和精确孤子解，在自旋波背景下激发磁孤子的过程，就形成了磁振子介导的自旋转... 详细信息

文章介绍铁磁体中磁化强度运动的新激发态和形成机制，包括Akhmediev呼吸子、Kuznetsov-Ma孤子和怪波。在各向同性情况下，Landau-Lifshitz方程存在自旋波解和精确孤子解，在自旋波背景下激发磁孤子的过程，就形成了磁振子介导的自旋转移力矩。通过达布变换，给出了磁呼吸子的空间周期过程和自旋波背景的局域化过程，在极限情况下，首度得到磁化强度的精确怪波形式，并阐明其形成机制。为了明确上述激发态的相图，利用稳定性分析的方法得到自旋波的不稳定条件，发现不稳定区域就是磁振子介导的自旋转移力矩发生作用的区域，并且发现不稳定区域与Akhmediev呼吸子、Kuznetsov-Ma呼吸子和怪波之间的关系，并给出详细相图，验证了理论结果。

关键词：自旋波磁孤子呼吸子怪波调制不稳定性磁振子介导自旋力矩相图

层状手性拓扑磁材料Cr1/3NbS2的磁学特性

同方期刊数据库评论

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

物理学报 2020年第11期69卷 259-276页

作者：王鹏程曹亦谢红光殷垚王伟王泽蓥马欣辰王琳黄维南京工业大学先进材料研究院江苏省柔性电子重点实验室南京211816 西北工业大学西安柔性电子研究院西安生物医学材料与工程研究院柔性电子前沿科学中心西安710072

伴随着拓扑材料的出现,拓扑物理学成为了当代凝聚态物理的前沿与热点之一.拓扑特性是描述材料的物理量在连续变换下会保持不变的性质(如陈数Chern number),种类包括拓扑绝缘体、外尔和狄拉克等拓扑半金属、拓扑磁材料等.一维手性磁孤子(... 详细信息

伴随着拓扑材料的出现,拓扑物理学成为了当代凝聚态物理的前沿与热点之一.拓扑特性是描述材料的物理量在连续变换下会保持不变的性质(如陈数Chern number),种类包括拓扑绝缘体、外尔和狄拉克等拓扑半金属、拓扑磁材料等.一维手性磁孤子(chiral magnetic solitons),类似于磁性斯格明子(skyrmions),是一类具有拓扑性和准粒子性的磁结构,具有丰富的物理特性和潜在应用价值.本文详细总结了一种具有一维手性磁孤子结构的晶体Cr1/3NbS2,包括其晶体构型、磁相互作用、磁结构、维度调控以及相变物理等物理特性.希望本综述能为研究拓扑磁材料的科研人员提供详实的参考,为将拓扑和手性磁性引入到二维层状材料家族提供研究思路,促进拓扑磁电子学的发展,为相关器件提供更多的材料选择和理论基础.

关键词：拓扑磁磁孤子层状材料自旋电子学

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

光晶格中超冷原子系统的磁激发

物理学报 2019年第4期68卷 142-151页

作者：赵兴东张莹莹刘伍明河南师范大学物理与材料科学学院新乡453007 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190

囚禁在光学晶格中的旋量凝聚体由于其长的相干性和可调控性,使其成为时下热点的多比特量子计算的潜在候选载体,清楚地了解该体系的自旋和磁性的产生和调控就显得尤为重要.本文主要从理论上回顾了光晶格原子自旋链的磁性的由来和操控手段... 详细信息

囚禁在光学晶格中的旋量凝聚体由于其长的相干性和可调控性,使其成为时下热点的多比特量子计算的潜在候选载体,清楚地了解该体系的自旋和磁性的产生和调控就显得尤为重要.本文主要从理论上回顾了光晶格原子自旋链的磁性的由来和操控手段.从激光冷却原子出发,制备旋量玻色-爱因斯坦凝聚体,并装载进光晶格,最后实现原子自旋链,对整个过程的理论研究进行了综述;就如何产生和操控自旋激发进行了详细探讨,其中包括磁孤子的制备;讨论了如何将原子自旋链应用于量子模拟.对光学晶格中的磁激发研究将会对其在冷原子物理、凝聚态物理、量子信息等各方向的应用起指导性作用.

关键词：旋量玻色-爱因斯坦凝聚体光晶格磁孤子量子模拟

铁磁纳米线中Dzyaloshinskii-Moriya孤子特性研究

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

铁磁纳米线中Dzyaloshinskii-Moriya孤子特性研究

作者：鲍启龙河北工业大学

学位级别：硕士

近年来,人们对在磁化强度动力学中扮演着重要角色的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)有着强烈的研究兴趣,这种反对称的各向异性超交换作用能导致自旋螺旋结构的形成并且改变铁磁纳米线中畴壁的漂移速度,并且人们发现了各种各样新奇... 详细信息

近年来,人们对在磁化强度动力学中扮演着重要角色的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)有着强烈的研究兴趣,这种反对称的各向异性超交换作用能导致自旋螺旋结构的形成并且改变铁磁纳米线中畴壁的漂移速度,并且人们发现了各种各样新奇的现象,比如磁振子霍尔效应,分子磁性以及多铁性。在有和没有外磁场的情况下,极强的DMI分别诱发了螺旋状基态和斯格明子态。并且人们已经观察到了低维金属磁体中由DMI引起的磁化强度的螺旋结构。尽管DMI对畴壁运动的影响已经被人们广泛的研究,但是在自旋极化电流和DMI共同作用下的铁磁纳米线中的动态孤子的性质还没有被探索过。本文主要研究铁磁纳米线中Dzyaloshinskii-Moriya孤子(DM孤子)的特性。本文由三个部分组成:首先,主要介绍铁磁学相关背景知识,对磁畴,畴壁,孤子和DMI进行简要概述。其次,以Landau-Lifshita-Gilbert(LLG)方程为基础,采用复球极变换方法将LLG方程转换为非线性薛定谔方程,再通过广田算法进行处理,从而得到此非线性薛定谔方程孤子形式的精确解。最后,重点研究铁磁纳米线中DM孤子的特性。将非线性薛定谔方程孤子形式的精确解转化到磁学背景,得到铁磁纳米线中磁孤子的精确解,进而研究DMI对孤子进动的速度、频率、振幅、内部结构以及对孤子的能量和宽度的影响,并且由精确解及对应的图像对DM孤子的特性进行了详细的讨论和分析。

关键词： Dzyaloshinskii-Moriya相互作用球极变换 Hirota算法磁孤子

具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的准一维铁磁体中非线性局域激发的理论研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的准一维铁磁体中非线性局域...

作者：邓志豪吉首大学

学位级别：硕士

近年来,孤子、呼吸子和怪波等非线性局域波以其广泛的理论和应用价值,在固体及流体动力学、等离子体和非线性光学系统等多个领域得到了大量的研究。本论文在分析和总结国内外的研究现状及理论研究方法的基础上,在理论上研究了准一维铁... 详细信息

近年来,孤子、呼吸子和怪波等非线性局域波以其广泛的理论和应用价值,在固体及流体动力学、等离子体和非线性光学系统等多个领域得到了大量的研究。本论文在分析和总结国内外的研究现状及理论研究方法的基础上,在理论上研究了准一维铁磁体系统中非线性局域波的动力学行为,得到了一些有意义的结论。本论文分为以下内容:在第一章,介绍了铁磁学的发展历程和铁磁体中非线性动力学,然后简要介绍了Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用及描述铁磁动力学的海森堡模型和朗道-利夫希茨(Landau-Lifshitz,LL)方程,最后介绍了本文的三种研究方法:Hirota双线性方法、达布变换方法和准离散多重尺度方法。在第二章,研究了具有界面DM相互作用的铁磁薄膜中磁孤子的传播及孤子之间的相互作用。首先利用LL方程来描述铁磁薄膜中的非线性动力学行为,在长波长极限下,将LL方程转化为一个可积的非线性Shr?dinger型方程。然后利用Hirota双线性方法,构造了动力学方程的单孤子解、双孤子解和三孤子解的解析表达式。通过研究结果发现,DM相互作用可以改变磁孤子的速度,影响两个孤子的碰撞位置,且观察到磁孤子传播方向的反转效应。在第三章,在第二章的理论基础上,利用广义达布变换方法,构造了磁呼吸子的解析形式和一至三阶怪波解的解析表达式。通过研究结果发现,DM相互作用的引入会导致磁呼吸子传播的反向效应,改变DM相互作用参数的值可以改变磁呼吸子的速度。此外还发现随着DM相互作用强度的增加,一至三阶磁怪波将顺时针旋转。在第四章,半经典的情况下,解析研究了一个包含次近邻耦合作用的锯齿形易轴弱铁磁晶格中的亮型非线性局域模。通过使用一种准离散多重尺度方法,构造了亮型非线性局域模的解析形式,并且分析了DM相互作用对布里渊区中心模和边界模的影响。尤其是,发现了一种关于布里渊区边界模传播方向的反转效应。最后对本论文的研究工作做了总结和展望。

关键词：铁磁体 Dzyaloshinskii-Moriya相互作用磁孤子磁呼吸子磁怪波

自旋链在平面波背景下的孤子解和光格子中超冷原子的量子相变

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

自旋链在平面波背景下的孤子解和光格子中超冷原子的量子相变

作者：李秋艳四川师范大学

学位级别：硕士

本论文的内容共分两章,第一章研究的是有关铁磁学中的磁孤子问题。自旋波理论是1930 年由布洛赫首先提出来的,它是从体系的整体激发的概念出发,很好的解释了自发磁化在低温下的行为,自旋波又称为磁振子。在这一章我们利用霍尔斯坦-普里... 详细信息

本论文的内容共分两章,第一章研究的是有关铁磁学中的磁孤子问题。自旋波理论是1930 年由布洛赫首先提出来的,它是从体系的整体激发的概念出发,很好的解释了自发磁化在低温下的行为,自旋波又称为磁振子。在这一章我们利用霍尔斯坦-普里马科夫(H-P)变换,对外磁场作用下各向异性的海森伯自旋链的自旋波相互作用进行了研究。在低温和连续近似下,海森伯自旋链的运动方程可以约化为非线性薛定谔方程。这里我们运用达布变换方法,得到了有外磁场驱动的各向异性一维铁磁链在平面波背景下的N孤子解。作为N 孤子解的特例,给出了一孤子解和二孤子解的解析表达式,并且详细的讨论了它们的性质,例如孤子的有效质量、色散关系、能量及孤子的稳定性条件与各向异性参数和平面波的振幅之间的关系等。第二章研究的是关于玻色爱因斯坦凝聚的量子相变问题。根据全同粒子系统在交换下表现出来的对称性,自旋为普朗克常数整数倍的粒子,在统计物理中遵守玻色统计,称为玻色子(Bosons)。对于玻色子系统,对称性使得聚集在同一个量子态上的粒子数不受限制,适当的条件下,就会出现玻色-爱因斯坦凝聚现象(Bose-Einstein Condensations,缩写为BEC)。在这一章,我们首先介绍了玻色-爱因斯坦凝聚的发展史、物理学本质、实验上成功实现玻色爱因斯坦凝聚的方法,以及玻色-爱因斯坦凝聚中重要的方程-Gross-Pitaevskii方程(简称G-P 方程)。然后我们对光格子中囚禁的偶极玻色子做了详细的研究,

关键词：达布变换磁孤子玻色爱因斯坦凝聚量子相变