2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、自科學家Albert Fert和Peter Grunberg發(fā)現(xiàn)巨磁阻效應(yīng)(GMR)之后,以自旋極化電子輸運以及相關(guān)元件開發(fā)為基礎(chǔ)的自旋電子學得以形成,且磁性傳感器和數(shù)據(jù)存儲等技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。隨后,理論預(yù)言的自旋轉(zhuǎn)移矩(spin transfer torque。STT)效應(yīng)在實驗上的實現(xiàn),被認為是繼GMR效應(yīng)后的另一里程碑式的重大發(fā)現(xiàn)。具體來說,當自旋極化電流通過磁性多層膜時,其極化電子所帶的角動量轉(zhuǎn)移給磁性層的局域磁矩,進而對局

2、域磁矩產(chǎn)生一個 STT力矩作用。在自旋閥或隧道結(jié)結(jié)構(gòu)中,STT可以激發(fā)磁性層局域磁矩發(fā)生不同的動力學過程,例如磁疇移動,磁矩的翻轉(zhuǎn)或穩(wěn)定進動等,從而可以應(yīng)用在微波發(fā)生器,磁性傳感器及賽道存儲器等器件上。
  本研究主要內(nèi)容包括:⑴坡莫合金自由層中渦旋態(tài)與Dzyaloshinskii-Moriya相互作用參數(shù)D的關(guān)系。當D達到臨界值Dthre時,磁化狀態(tài)從磁渦旋態(tài)變?yōu)槁菪蔚臈l紋態(tài)。當|D|>Dthre時,磁化狀態(tài)是一個條紋態(tài)。對于

3、|D|0時,磁渦旋核的尺寸隨D值的增大而變大;相反,D<0情況的磁渦旋核的尺寸則變小。⑵當D=3mJ/m2時,隨著電流密度的增加,磁渦旋核的進動頻率大約是D=0情況的3倍,其可承受的電流密度和所加電流范圍也會更大,以及當納米盤尺寸R=50nm時微波線寬變窄。⑶對于D=3mJ/m2,圓盤尺寸R越小,則其進動頻率越高且可調(diào)的頻率范圍和所加電流密度也更大。⑷在無雜質(zhì)的納米盤中,渦旋核的進動半徑和

4、進動頻率隨電流密度的增加而增加。⑸當環(huán)狀雜質(zhì)是吸引勢時,渦旋核可穿過環(huán),并且雜質(zhì)環(huán)的內(nèi)半徑對進動半徑和進動頻率有調(diào)控作用,其頻率調(diào)控范圍約為70MHz。⑹當環(huán)狀雜質(zhì)為排斥勢時,對于無垂直各向異性的環(huán),渦旋核可穿過環(huán),雜質(zhì)環(huán)的內(nèi)半徑,環(huán)寬和環(huán)的交換常數(shù)及飽和磁化強度對其進動半徑和進動頻率都有調(diào)控作用,且頻率最大調(diào)節(jié)范圍約為640MHz。對于有垂直各向異性的環(huán),環(huán)寬較小時渦旋核可穿過環(huán),環(huán)寬較大時渦旋核在環(huán)內(nèi)半徑邊界處極性翻轉(zhuǎn)。環(huán)的內(nèi)半徑和

5、交換常數(shù)對頻率有一個大的調(diào)控,而環(huán)寬和垂直各向異性常數(shù)對其有一個微調(diào)。⑺基于GPU加速的MuMax3軟件模擬了納米盤中的空點對磁渦旋核動力學過程的影響。當空點離盤幾何中心的距離r變化時,渦旋核進動出現(xiàn)不同的情況。首先,當r=25 nm時的渦旋核被空點釘扎住。其次,r在35 nm到75 nm的范圍內(nèi)時,渦旋核能周期性振蕩所需的時間卻隨著r的增加而逐漸增加,且進動頻率可在約10 MHz范圍內(nèi)微調(diào),而且當r=35 nm時,隨納米盤尺寸的增加進

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