基于Landau-Lifshtiz-Gilbert方程的磁性系统非平衡态临界动力学

发布时间：2022-02-15 20:15

　　最近,人们提出了各种新一代磁性器件的设计方案。这些磁性器件具有更好稳定性,更高密度,更低能耗。如何高效控制磁性材料中磁畴和畴壁的生成和运动以及对其机制的理解是实现这些应用的主要挑战之一。之前人们通常用弹性弦模型基于Monte Carlo模拟的Ising模型研究磁畴和畴壁的动力学性质。这些模型是高度简化的,都没有抓住磁性材料特有的性质。Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程是描述磁性系统动力学过程的基本方程,它可以正确描述磁性系统中特有的性质,比如磁畴的翻转过程,畴壁运动,自旋波传播,斯格明子运动等。由于LLG方程的复杂性和系统在相变点出现的临界慢化现象,利用LLG方程对磁性材料中的相变进行大规模的数值模拟是非常困难的。在本文中,我们首先介绍了在零温和有限温度下的LLG方程数值模拟方法,然后重点研究了在居里温度附近由温度引起的有序-无序相变和外磁场引起的磁畴翻转过程,以及掺杂磁性薄膜在零温下由电流和外磁场驱动的畴壁运动的钉扎-退钉扎相变和畴壁在相变点附近由温度引起的热蠕动行为。如何减少矫顽力以及更有效地翻转磁畴对用磁畴翻转记录信息的磁储存器件有着重大意义。研究表明在... 

【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】：82 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１?（ａ＞ＨＡＭＫ进行数据读写的示意图

不同于ＨＡＭＲ技术，在这种技术中，通过驱动力移动磁性纳米线中的畴壁就能实??现数据的快速读写。磁场和电流都可以驱动畴壁，但是畴壁的驱动机制比较复杂，如何高??效驱动畴壁运动还是一个需要解决的问题。图１．２展示了在赛道存储技术中，纳米线中畴壁??的移动过程以及数据读写的过程。??Ａ?｜?ｊ?Ｉ?：??Ｒｅａｄｉｎｇ??１?Ｄ??＇＾＾Ｗｒｉｔｉｎｇ??Ｅ??Ｈｆ?ｊＨｆ??ｙｒ／?ｙ＾７?＇?，??一？?，?’?Ｒａｃｅｔｒａｃｋ??Ｖｅｒｔｉｃａｌ?ｒａｃｅｔｒａｃｋ?＾?ｓｔｏｒａｇｅ?ａｒｒａｙ??Ｒ?????Ｄ?，?４，?．，?＇??／????－ｆｌＪ?Ｚ／＇?．?Ｚ?／＂??Ｊｌｌ；??Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?ｒａｃｅｔｒａｃｋ??图１．２赛道存储技术的示意图。（ａ）磁性纳米线垂直排列时，畴壁运动过程。（ｂ）磁性纳米线平行排??列时，畴壁运动过程。（ｃ）数据读取过程。⑷数据写入过程。（ｅ）赛道存储技术中纳米线的排列示意??图［６］??１．１．３磁性逻辑器件??在磁性逻辑器件中

?键因素。畴壁速度及其对磁场的依赖性，可以估算器件响应速度。理解畴壁与结构特征的??相互作用可以有助于理解畴壁通过这些结构时的壁的动态行为和改善逻辑功能。图１．２展??示了如何利用磁性材料中的畴壁实现逻辑器件的功能。??Ｓｙｍｂｏｌ?ＣＭＯＳ?Ｃｉｒｃｕｉｔ?Ｄｏｍａｉｎ?Ｗａｌｌ?Ｌｏｇｉｃ?Ｃｉｒｃｕｉｔ????Ｃｈａｒｇｅ??ｊ??，?Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ??１??－ｚｒ?〇ｖ?Ｎｏ?ｃｈａｒｇｅ???Ｅ?｜??Ｆａｎ－ｏｕｔ＿＿＿?Ｏｕｔｐｕｔ?Ｂ?１?．二＾Ｏｕｔｐｕｔ?Ａ??ｔｎＰｕ，?ｎ?????广?＾?Ｅ?￡?Ｏｕｔｐｕｔ?Ｂ??Ｏｕｔｐｕｔ?Ａ?〇?５?￡??Ｏ?ＣＭ?〇???Ｎ?产纪???＂＂Ｉ＂?Ｏ〇（ｐ＾２００ｎｍ??Ｃｒ〇ＳＳＪ°ｖｅｆ?／?＼＿Ｏｕ


本文编号：3627200