双层铁磁系统中交换耦合式自旋动力学的研究

《双层铁磁系统中交换耦合式自旋动力学的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、原创性声明{IIIIIIfflIIIrJIflIrlrllfllflllfillY1888980本人声明；所壁交的学位论文是本入在导瓣的指导下进行的研究工作及取德的研究成果。除本文已经注明弓l用的内绺外，论文巾不包含其他人已经发表谶攘写过的掰究成聚。也不包含为获掰凼羹点太堂及其他教育挑构的学位或遥粥褥使用避的材料。与我～阉工作的网忠对本骈究所徽的任何黉献均已程论文巾作了暖确的说锈并表示谢意．学彼论文作者签名．_乏套型采措簿教黼LI期：鼎一是。．2多豳程学期润弼f究成聚使爝承谬书本学俊论文佟翥完全了解学

2、梭有必像镦、傻耀学镪论义的规定，鄹：内蒙古大学霄掇将学位论文的全都虑容或部分傺留并淘豳家有美概构、部门送交学锨论文魈簸瘁件和磁盘．允许编入有关数据库进行检索，也可以采耀影印、缩毽】绒其德复制乎段保存，襄二编学豫论文．为铢护学院和导师的知识产权，作鬻在学期阃取褥的研究成聚缀予内蒙古大学。俸者今焉傻耀涉及柱学麓闻主簧研究浅容或研究成聚，须链褥内镶古天学魏读期阂蟹簿的赋恧；蛰耀予发袭论文，版权单镶必须署名为内蒙古大学方掰投稳或公开发表。学能沦文作者签名：期：-牛掣搬黟教师融博士学位论文：双层铁磁系统中交换耦

3、合式自旋动力学研究摘要目前，铁磁薄膜系统在现代信息技术领域处于非常重要的地位，在磁性数据存储到传感器或磁随机存储器方面都得到了广泛的应用．对于器件而言，材料的低激发态性质非常重要，当外场感应或进行读取数据，材料内部就会产生激发．而且已经发现现代磁性材料中的自旋翻转速度由材料的本征激发决定．所以，对层状磁性材料中的自旋激发的研究有助于理解系统的磁学性质．本文应用界面重方法，采用非周期性边界条件讨论了两层铁磁薄膜中自旋波及其共振．首先，我们建立了层状体系中的统一微观理论，具体将此理论应用于两层对称的体系详

4、细研究了这种体系中的本征激发，给出了体系中本征值存在的判据．研究结果发现，当界面是铁磁耦合时，体系的奇数支本征模(对称模)与界面性质无关，而偶数支本征模(反对称模)的能量随界面交换作用参数的增加而增大；当界面反铁磁耦合时，奇数支本征模(对称模)的能量随界面耦合参数的减小而减小，而偶数支本征模(反对称模)的性质与界面耦合无关，并将计算结果与已有的结论进行了对比，结果符合得很好．在此基础上，我们进一步研究了界面交换作用对自旋波共振的影响，结果发现，界面铁磁耦合体系中只有第一支本征模存在共振，其余所有的本征

5、模都不存在共振；对于界面反铁磁耦合体系，所有关于界面对称的本征模都存在共振，除第一支本征模外，j每支模的共振随着界面交换作用参数的减小每支模的共振增强．之后，我们又将理论应用于两层非对称界面铁磁耦合薄膜体系，详尽地讨内蒙古大学博士学位论文论了体系的第一布里渊区的能带精细结构．结果发现，这种体系的能带结构可以看成是每一子层独立存在时能带的“交叠’’，实质上并没有完全交叠，而是因为两层的体交换作用和自旋的乘积不同以及两层间又存在界面耦合而导致的结果．对于这样的体系可能存在两种能带结构，一种是有带隙(夕<2

6、／3，其中∥=以％／以邑)，一种是没有带隙(夕>2／3)．在此基础上我们又进一步讨论了各种本征模在第一布里渊区的演化条件，主要包括光学界面模转化为A层中的禁闭模，体模转化为A层中的禁闭模，体模转化为B层中的禁闭模和B层中的禁闭模转化为带隙中的界面模．我们还进一步讨论了第一布里渊区的自旋波共振的演化，结果发现，在体模存在区域会存在多重共振峰，但峰值相对较弱，较强的共振尖峰可能出现在不同性质的本征模转化的临界点．对于两层非对称体系，我们进一步研究了各向异性对本征值的影响．结果发现，易轴型各向异性使得能量相

7、对较高的能带整体上移，而能量较低的能带不动，这样就使得两带的交叠区域变小，体模和光学界面模存在的区域变小，而使得禁闭模和带隙中的界面模存在的区域变大，进而给出了在整个布里渊区存在带隙的条件；对于给定参数的体系，自旋波的演化条件是不变的，自旋波共振的演化会发生改变．对于异面型各向异性，在我们讨论的条件下，异面型各向异性使得能量相对高的能带整体下移，而能量较低的能带不动，这样就使得两带的交叠区域变大，体模和光学界面模存在的区域变大，而使得原来禁闭模和带隙中的界面模存在的区域变小，出现了两种新的禁闭模；在此

8、基础上我们也给出了在整个布里渊区存在带隙的条件；通过进一步对自旋波共振的研究发现，由于特殊能带结构的出现，在整个布里渊区会存在双共振尖峰．博士学位论文：双层铁磁系统中交换耦合式自旋动力学研究最后，我们建立了考虑表面各向异性的自旋波理论，并把理论应用于最简单的对称体系进行讨论表面各向异性对体系本征值和自旋波共振的影响．结果发现，当表面各向异性参数为正值时，表面各向异性不影响每支本征模的传播性质，当表面各向异性参数为负值时，能量最低的两支体模转化为声学界面模