温度影响下横向磁畴壁运动的自旋动力学的研究

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1、ｒ－ｖｔ．，■．分类号ｌ３３３８学号ＭＵＤＣ密级‘■（？■，？復Ｖ！叫大聲ＹＡＮＧＺＨ＂ＵＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＩｊＩ．？？■．Ｖ＾＾硕±学位论文■：？Ｖ（学术型）ｉ‘温度影邮下橫向磁畴壁运动的自旋动力学的硏究‘’范吕超＇指导教师姓名；柬金荣副教控■胡经国教控■扬州大学．江苏扬州■２２５００２业名称：凝聚：态物理申请学位级别＿＿颈—＿＿＿圭＿＿＿学科专２０１６．０４论２０１６．０５论文提交日期

2、：文答辩日期：＿＿＿学学位授予日期■：学位授予单位；扬州大答辩委员会主席；：■－Ｉ＇＇■？Ｊ＇．■’＊＇．，１．．？？．－．．．‘■ｉ’２０’１６年０４月／．ｉ．＇■■＊．．，．．■？．．．，？，？．■．’＜＇．．—Ｉ范吕超温度影响下橫向滋畴壁运动的自旋动力学研究１摘要随着社会信息化的快速发展，人们对数据存储量的和数据读取速度的要求不断提高。如何

3、大量的存储数据且占用较小的空间成为人们关注的重点。ＩＢＭ的ｐａｒｋｉｎ等人在２００８一年提出了赛道存储器。它是种可Ｗ将信息存储在Ｈ维平面内的磁性器件，它利用磁纳米带中的磁畴来存储数据，这可大大提髙存储密度，所磁畴壁运动在数据存储和逻辑器件方面具有很大的潜在应用价值，这使得磁纳米结构中的畴壁和畴壁运动规律在过去的几十年中得到了广泛关注和研巧。磁纳米材料中磁畴的动力学行为也成为人们科学探巧的焦点。目前由自由电子引起的自旋转移力矩效应导致的畴壁运动在理论和实验上都获得了充一分的研究。现在面临个主要的问题是在实际应用中

4、温度、材料缺陷等等因素都无法避免，这对畴壁运动影响急需研巧。本文主要研究温度对畴壁速度，Ｗ及对畴壁被缺陷巧扎时的影响。在绪论部中我们介绍了磁性材料的历史、磁材料在当今社会的应用和在存储方面的强大优势一。同时也介绍了有关磁畴、磁畴壁的些概念，及关于磁畴壁运动的介绍。第二章介绍了本文数值模拟计算中主要采用的基本模拟方法的实现过程，采用的是自旋动力学模拟方法。第Ｈ章我们采用微磁模拟方法，研究温度影响下电流驱动横向畴壁的运动规律，并深入探讨了畴壁运动规律变化的物理机理。研究结果表明：电流驱动畴壁运动总伴随着畴壁

5、，而这种形变对畴壁的速度影响最为直接的形变。而温度又恰能对畴壁构型造成影响。温度对电流驱动畴壁运动的影响分为两种情况。当电流比较小，畴壁还没有发生沃克崩溃时，温度对畴壁的运动影响微乎其微。但是对于能使畴壁发生沃克崩溃的大电流来说，温度带来的热波动可Ｗ使得沃克崩溃被抑制，并且作用效果随着温度的升高越来越明显。巧其原因是因为在小的电流密度下畴壁面外磁矩最终可＾稳定在某个值上，而温度只是针对畴壁的形变过程影响比较剧烈，因此当畴壁形变停止时，的畴壁运动几乎不受温度影响。但是一对于可Ｗ使畴壁发生沃克崩溃的大电流，畴壁

6、的形变将会直持续，此时温度对畴壁的形一一直存在。大电流下畴壁会，温度会抑制这样的形变过程变影响将直绕Ｘ轴进动（也就是沃克崩溃），并且随着温度的升高，直至完全抑制。最终畴壁会高，抑制效果越发明显速稳定的向前运动。这帮助我们更好的了解畴壁的运动规律，Ｗ及媪度的作用方式和结果。第四章我们探究了随机的材料缺陷对畴壁动力学的影响，同时还考虑了局部焦耳热的２扬州大学硕击学位论文一作用。方面我们发现畴壁在经过缺陷时会导致面外磁矩的变化，从而导致畴壁速度的变一化。当电流较小，，小于临界电流时畴壁速度会因为缺陷造成的面外

7、磁矩振荡从而有定程度的降低。当电流较大，大于临界电流时，畴壁原本规律的翻转振荡（沃克崩溃）会因为缺焰而被破坏一，这使得畴壁运动速度大大提高。而另方面，由于缺陷的存在，畴壁被钉扎的问题也不可忽视。当缺陷处在窄畴区时，在窄畴部位，缺陷占畴壁比重较大，则会，缺陷占据畴壁比重较小有较大的钉扎效应。当缺陷被处在宽畴区时，畴壁更易越过缺陷。同时缺陷距离畴壁远近对畴壁钉扎也有明显影响。研究表明这是面外磁矩的导致的，当畴一壁距离缺陷较远，面外磁矩经过，此时畴壁就可＾段时间的增长１＾越过缺陷，当畴壁距离缺陷较近，畴壁面外磁矩

8、还未翻转到较大值时，缺陷可Ｗ钉扎住畴壁。此时通过加大电流可Ｗ使畴壁在面外磁矩还比较小的情况下，帮助它越过缺陷。最后我们比较了均匀温度场和含有局部焦耳热的温度场对畴壁越过缺陷的影响。发现均匀温度场没有明显的退钉扎效