磁性材料中畴壁动力学的微磁学模拟

发布时间：2021-11-25 03:34

　　近年来,由于磁性材料中的畴壁在新型磁存储器和逻辑运算设备中的潜在应用,畴壁的动力学行为研究一直是热点。外场驱动下的畴壁运动无论是在实验还是理论上都是重要的问题。在理论方面,之前研究畴壁的常用方法有quenched Edwards-Wilkinson（QEW）方程、蒙特卡罗（MC）方法。但是QEW方程是一个唯象方程,在模拟过程中将畴壁视为一个单值的弹性弦,忽略了磁性材料中的微观结构和相互作用,所以无法模拟一些畴壁的微观复杂结构如悬突和小岛。而典型的伊辛模型的MC模拟虽然克服了QEW方程的缺点,但是其动力学却是不真实的。Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程是微磁学理论研究中一个重要的方程,尤其在研究畴壁运动、自旋波等动力学过程。因此本篇硕士论文中,我们采用了数值求解LLG方程,来研究磁性材料中畴壁的动力学行为。研究表明一维纳米线材料中,在外场驱动下,畴壁会沿着外场方向运动并且会产生自旋波。畴壁的运动会出现沃克崩溃现象,即当外场小于沃克极限时,畴壁为匀速运动,其速度遵循沃克理论,当外场大于沃克极限时,畴壁运动速度呈现振荡形态。磁性材料中,自旋波会与畴壁相互作用,利用这... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：43 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１此图为ＬＬＧ方程驱动下的磁化矢量在有效场作用下的进动示意图

／ｍ?／ｍ??图１．１此图为ＬＬＧ方程驱动下的磁化矢量在有效场作用下的进动示意图。黑色箭头表示有效??场ＨＨｆ及磁化矢量Ｍ，红色箭头表示有效场作用下的磁力矩，绿色虚线表示自旋的运动轨迹。左??图为无阻尼项时的情况，右图为存在阻尼项时的情况，前者为无损耗的圆周运动，后者呈螺旋状运??动。??ｆ?Ｔ＞?Ｏｋ／?Ｔ＝?ＯＫ??Ｄｒｉｖｉｎｇ?ｆｏｒｃｅ?ｆｄ??图１．２此图展示了在无序系统中外场驱动下畴壁速度与外场的关系。??５??

数ａ、难轴系数７＾有关系。??为了证明在外场作用下畴壁会产生自旋波，我们定义了一个量并??在图２．１中展不在／（丄＝４和欠丄＝１０这两种不同情况下，分别〇；?＝?０和ａ?＝?０．００１的情况下??畴壁及自旋波的情况。其中外场固定为只＝０．０１ＭＳ，易轴系数；＾丨丨＝０．０４２３以及４?＝?５２．８??都是ＹＩＧ材料的真实参数。如图中所示，在无耗散的情况下畴壁在做无偏离往返运动，而??在有耗散项的存在时畴壁会偏离初始位置。而ａ则会影响自旋波的振幅。ａ较大时自旋波较??小。??从图我们可以看出系统随时间演化演化，自旋波在畴壁中心开始被激发，并向两侧扩??散，并且传播速度大于畴壁运动速度。自旋波是多个波叠加而成。??接着我们将研宄外场对畴壁速度的关系，通过ＬＬＧ方程进行数值模拟，并与沃克理论??值进行对比［２＼沃克极限的理论解可参考文献［２９］，文中给出了详细的推导过程：??．０?


本文编号：3517319