磁纳米带中多畴壁磁结构调控及其电流驱动

发布时间：2017-07-17 15:07

  本文关键词：磁纳米带中多畴壁磁结构调控及其电流驱动

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【摘要】：基于磁畴壁器件的研究引起了人们广泛的关注,因为它在新型存储器、磁性逻辑器件、磁性振荡器等领域具有潜在的应用前景。在这些器件中,畴壁运动技术是关键。目前驱动畴壁运动的方式主要有磁场、自旋极化电流、自旋波、温度梯度等,其中电流驱动是利用自旋转移力矩效应,其可以实现多个畴壁的共同运动而不打乱原有的顺序,并且可以获得较高的畴壁运动速度,所以近年来电流驱动畴壁的运动在理论和实验上得到了充分的研究。目前,电流驱动单个畴壁的运动规律已经研究的很详细。然而实际应用中常常会涉及到多畴壁的运动,比如在赛道存储器中,为了提高存储密度,将其做成三维的结构,其存储密度取决于相邻纳米线间的距离和单条纳米线上畴壁的密度,读写速度取决于畴壁的速度。但是在磁纳米线上,畴壁与畴壁之间存在静磁相互作用,会影响畴壁运动的动力学行为,甚至导致信息失真。因此在磁纳米带上控制稳定的多畴壁磁结构极为重要。本文基于微磁模拟的方法对单条磁纳米带上多个畴壁的稳态调控及其电流驱动行为进行了研究。第一章绪论部分主要介绍了磁存储技术的应用和发展,畴壁的相关知识,驱动畴壁运动的方式,以及畴壁运动在理论和实验上的一些研究现状。第二章介绍了本论文数值模拟采用的方法—微磁模拟,包括传统的自旋动力学方法和含自旋转移力矩的LLG方程。第三章研究了单条磁纳米带上多个横向壁磁结构的调控及其在电流驱动下的运动规律。结果表明：两个横向壁之间的相互作用与畴壁中心的取向有关,取向相同的两横向壁之间只存在长程吸引作用,最终两畴壁会被湮灭；取向相反的两横向壁之间存在长程吸引作用和短程排斥作用,当两种作用彼此平衡时,两畴壁会形成一种亚稳态结构。多个取向相反的横向壁依次排列,最终会形成一个复合畴壁的结构,我们称这种结构为多360。畴壁结构(M360S),它由多个360°子结构构成。另外,电流驱动多360°畴壁结构的运动类似于单个畴壁的运动,但是电流大于一临界值时,多360°畴壁结构会发生湮灭行为。湮灭的临界电流依赖于360。子结构的数目,存在一种奇偶特性,并发现这种奇偶特性与多360°畴壁结构的面外磁矩有关。第四章讨论了各向异性对电流驱动360°畴壁动力学行为的影响。主要研究了系统只有单轴各向异性、系统只有立方各向异性以及系统同时具有单轴各向异性和立方各向异性三种情况。结果发现只有立方各向异性的情况下,360°畴壁的湮灭电流才能得到有效的提高而不改变畴壁的结构,并且畴壁的运动速度随电流的变化先线性增大后减小,类似于沃克崩溃行为,其原因主要与畴壁面外磁矩的周期性变化有关。
【关键词】：磁纳米带 微磁模拟方法 畴壁运动 自旋极化电流 多畴壁磁结构
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1
【目录】：

• 中文摘要2-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-26
• 1.1 磁存储与畴壁运动技术8-11
• 1.2 畴壁的相关知识11-16
• 1.2.1 畴壁11
• 1.2.2 畴壁的类型11-13
• 1.2.3 畴壁产生的方法13-16
• 1.3 驱动畴壁运动的方式16-22
• 1.3.1 磁场16-18
• 1.3.2 电流18-21
• 1.3.3 其他方式21-22
• 1.4 本论文的研究工作22-23
• 参考文献23-26
• 第二章 微磁模拟方法26-34
• 2.1 磁性系统的哈密顿量26-28
• 2.2 自旋动力学方法28-31
• 2.3 含自旋转移力矩的LLG方程31-33
• 参考文献33-34
• 第三章 多360°畴壁结构的调控及其电流驱动34-45
• 3.1 引言34-35
• 3.2 模型35-36
• 3.3 多360°畴壁结构的形成36-39
• 3.4 多360°畴壁结构的电流驱动行为39-42
• 3.5 小结42-43
• 参考文献43-45
• 第四章 各向异性调控电流驱动360°畴壁的动力学行为45-55
• 4.1 引言45-46
• 4.2 模型46
• 4.3 结果与讨论46-52
• 4.4 小结52
• 参考文献52-55
• 硕士学位期间发表或即将发表的论文目录55-56
• 致谢56-57

【参考文献】

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1 孙维平;磁记录技术的新发展[J];信息记录材料;2004年01期

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本文编号：554146