重金属/铁磁薄膜体系中磁斯格明子的研究
发布时间：2020-12-30 16:21
磁性斯格明子具有在超低电流密度下快速运动的特点,所以在未来储存器件中具有潜在的应用价值。目前磁性斯格明子的研究面临如下挑战:在室温以及零外磁场条件下难以获得可以长时间稳定存在的斯格明子相;缺乏有效控制磁性斯格明子大小的方法;磁性斯格明子在实际电流驱动下运动速度较低。针对以上问题,本论文开展了重金属/铁磁薄膜体系中磁斯格明子的研究,获得的主要结果如下:1)实验上实现了磁性斯格明子的产生。分别在Pt/Co/Ni/IrMn和Ta/CoFeB/MgO体系产生了室温下的斯格明子相。首先借助磁力显微镜在外加垂直磁场存在的条件下在弱垂直磁各向异性的Pt/Co/Ni/IrMn体系观察到了斯格明子。然后利用同样的方法在具有强垂直磁各向异性的Ta/CoFeB/MgO体系中也成功观察到了斯格明子的出现。同时注意到磁性探针本身杂散磁场的效应,并利用这种效应成功的借助磁性探针产生了剩磁态的磁性斯格明子。实验结果表明利用这种方式产生的斯格明子可以在室温下稳定存在。最后,通过对样品事先施加一个倾斜的外磁场成功的在室温和无外磁场条件下观察到了磁性斯格明子的“点阵”结构。每个斯格明子外围都趋向于有六个斯格明子包裹。测试...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
斯格明子电子学器件的主要应用方向有3个方面
磁态的样品中, 给体系施加一定的 DM 相互作用，系统子。实验上，Wiesendanger 团队[20]利用 SP-STM 的探针 Ir 基底的 FePd 双层膜上, 成功的观察到了斯格明子的非磁性探针替换自旋极化探针, 将自旋极化电流替换明子的产生。江万军[11]利用电流借助几何约束效应在 T也成功产生了斯格明子。随后 Woo 等人[12]利用电场gO 多层膜材料的纳米盘以及纳米条带结构中也实现了电学方法产生斯格明子也已经被随后的其他课题组所速发展的阶段。子的观测Mühlbauer等人[7]首次在实验上使用小角中子散射技术的存在。其原理为当入射的中子束穿过样品会发生散射布拉格方程时，会携带垂直于入射方向的倒空间平面的
1与 S2是两个相邻的自旋, D12是 DM 矢量。由方程可知，如果两12的平面上，在相互垂直的情况下 EDMI最小。因此，相邻的自旋就出一个有限的角度。这是 DM 相互作用可以诱导斯格明子出现的是 DM 矢量的方向在块体材料和薄膜材料不同。在某些 B20 块体量的方向垂直于样品的平面，称为体 DM 相互作用。这一般会导致ch type)斯格明子（图 1.3 b）的出现。在薄膜材料当中 DM 矢量的品的平面，称为面内 DM 相互作用。这导致了奈尔型（Néel type）.3 d）的出现。由于薄膜结构材料与传统的半导体制造技术相兼容,上的大规模制备, 因此受到了人们的广泛关注。目前实验上已经在, Ta/CoFeB[11]，Pt/CoFeB[12]以及 Pt/Co[26]等薄膜结构观察到了奈尔型现。奈尔类型的斯格明子多为人工斯格明子, 可以在较大的温度以稳定存在。而布洛赫类型的磁斯格明子通常只能在低温以及外加磁在, 不过最近有研究者发现该类型的斯格明子也可以在高温下（]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]斯格明子电子学的研究进展[J]. 赵巍胜,黄阳棋,张学莹,康旺,雷娜,张有光. 物理学报. 2018(13)
[2]磁性斯格明子的发现及研究现状[J]. 丁贝,王文洪. 物理. 2018(01)
[3]石墨烯的化学气相沉积法制备[J]. 任文才,高力波,马来鹏,成会明. 新型炭材料. 2011(01)
[4]磁控溅射原理的深入探讨[J]. 赵嘉学,童洪辉. 真空. 2004(04)
[5]原子力显微镜发展近况及其应用[J]. 张德添,何昆,张飒,杨怡,周涛,张学敏,赵晓光,薛燕. 现代仪器. 2002(03)
本文编号：2947937
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
斯格明子电子学器件的主要应用方向有3个方面
磁态的样品中, 给体系施加一定的 DM 相互作用，系统子。实验上，Wiesendanger 团队[20]利用 SP-STM 的探针 Ir 基底的 FePd 双层膜上, 成功的观察到了斯格明子的非磁性探针替换自旋极化探针, 将自旋极化电流替换明子的产生。江万军[11]利用电流借助几何约束效应在 T也成功产生了斯格明子。随后 Woo 等人[12]利用电场gO 多层膜材料的纳米盘以及纳米条带结构中也实现了电学方法产生斯格明子也已经被随后的其他课题组所速发展的阶段。子的观测Mühlbauer等人[7]首次在实验上使用小角中子散射技术的存在。其原理为当入射的中子束穿过样品会发生散射布拉格方程时，会携带垂直于入射方向的倒空间平面的
1与 S2是两个相邻的自旋, D12是 DM 矢量。由方程可知，如果两12的平面上，在相互垂直的情况下 EDMI最小。因此，相邻的自旋就出一个有限的角度。这是 DM 相互作用可以诱导斯格明子出现的是 DM 矢量的方向在块体材料和薄膜材料不同。在某些 B20 块体量的方向垂直于样品的平面，称为体 DM 相互作用。这一般会导致ch type)斯格明子（图 1.3 b）的出现。在薄膜材料当中 DM 矢量的品的平面，称为面内 DM 相互作用。这导致了奈尔型（Néel type）.3 d）的出现。由于薄膜结构材料与传统的半导体制造技术相兼容,上的大规模制备, 因此受到了人们的广泛关注。目前实验上已经在, Ta/CoFeB[11]，Pt/CoFeB[12]以及 Pt/Co[26]等薄膜结构观察到了奈尔型现。奈尔类型的斯格明子多为人工斯格明子, 可以在较大的温度以稳定存在。而布洛赫类型的磁斯格明子通常只能在低温以及外加磁在, 不过最近有研究者发现该类型的斯格明子也可以在高温下（]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]斯格明子电子学的研究进展[J]. 赵巍胜,黄阳棋,张学莹,康旺,雷娜,张有光. 物理学报. 2018(13)
[2]磁性斯格明子的发现及研究现状[J]. 丁贝,王文洪. 物理. 2018(01)
[3]石墨烯的化学气相沉积法制备[J]. 任文才,高力波,马来鹏,成会明. 新型炭材料. 2011(01)
[4]磁控溅射原理的深入探讨[J]. 赵嘉学,童洪辉. 真空. 2004(04)
[5]原子力显微镜发展近况及其应用[J]. 张德添,何昆,张飒,杨怡,周涛,张学敏,赵晓光,薛燕. 现代仪器. 2002(03)
本文编号：2947937
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