摘要：自旋纳米振荡器是一种新型的自旋电子学器件,与传统的半导体振荡器相比,具有尺寸小、调频范围宽、易集成等优点.以往的自旋纳米振荡器通常是由自旋极化电流通过自旋转移力矩效应进行驱动.本文提出一种可能的由自旋波驱动的纳米振荡器的设计方案.我们的微磁学模拟结果表明,圆柱形铁磁纳米线中的钉扎畴壁在自旋波的驱动下可以发生持续进动.畴壁进动频率在GHz量级,与透射自旋波振幅呈正相关,与材料的阻尼系数呈负相关.畴壁的进动方向由自旋波的传播方向及畴壁类型决定.基于磁子自旋转移力矩效应建立的理论模型可以定量解释圆柱形纳米线中自旋波驱动的钉扎畴壁的动力学性质.这一发现原则上为铁磁纳米结构中自旋波的输出提供了一条新的途径,对于发展未来自旋电子学器件具有潜在的应用价值.

摘要：运用三维数值模拟计算方法,计算了膜面外不同易轴取向下Nd2Fe14B/Fe65Co35磁性双层膜的磁滞回线、角度分布、成核场、矫顽力和磁能积等,并与实验结果进行了细致比较.计算结果表明:只有当易轴与外场之间的夹角β=0?时,才有明显的成核现象,其成核场和矫顽力均随着软磁相厚度Ls的增加而降低;随着易轴偏角β的增大,剩磁逐渐减小,磁滞回线的方形度降低,从而磁能积减小,在Ls=1 nm,β=0?时磁能积(561.61 kJ/m3)最大.理论计算所得的磁滞回线与实验磁滞回线符合得很好,剩磁和矫顽力的理论值与实验值相差很小.

摘要：最近,人们发现了一种性能优良的新型磁性结构——斯格明子,为了解决传统微波发生器件能耗高、频谱窄等一系列问题,人们提出设计一种基于磁性斯格明子的自旋纳米振荡器。该器件的研发还处于理论设计阶段,因此有必要对斯格明子在器件中的产生及振荡机制进行研究。本文采用微磁学模拟方法,探究了极化电流密度以及DMI(Dzyaloshinkii-Moriya interaction)对斯格明子成核的影响规律。着重模拟了单个斯格明子在纳米圆盘中的振荡行为,并总结了电流密度以及DMI对斯格明子进动频率以及进动半径的影响。最后,探索了斯格明子个数对振荡器输出频率的影响,以期对该器件的研发提供理论预测和指导。

摘要：相比于块体或者薄膜结构,纳米线阵列结构的M型钡铁氧体由于具有极高的形状各向异性、剩磁比和更高的共振频率,非常适合应用在Ka波段自偏置环行器中。通过微磁学模拟手段详细研究了晶粒取向对M型钡铁氧体纳米线阵列磁性能的影响,并基于微磁学模拟结果设计了自偏置环行器。结果表明,随着取向角φ的减小,M型钡铁氧体纳米线阵列的剩磁比、矫顽力和共振频率增高,在φ=10°时,剩磁比高达0.99,矫顽力μ0Hc=1285 mT,共振频率为54 GHz。环行器的性能也随着取向角φ的减小而变好,在φ=10°时,环行器工作频率为41.4 GHz,工作带宽达1270 MHz。

摘要：研发新一代自旋电子器件要求精确操控纳米带内磁斯格明子的移动。磁斯格明子存在横向移动且移动速度慢是影响新一代自旋电子器件开发应用的主要因素。基于微磁学模拟研究了不同结构纳米带中磁斯格明子在电流驱动作用下的移动特性。电流驱动纳米带内磁斯格明子移动过程中存在横向移动,因此存在最大的注入电流J_(max)和最大移动速度V_(max)。在矩形纳米带内,J_(max)和V_(max)相对较小。通过裁剪矩形纳米带中央形成凹槽纳米带,J_(max)和V_(max)可显著提高,但反映驱动效率的速度V_(x)与注入电流J的比值(V_(x)/J)不大。提出利用裁剪纳米带边缘形成引导型纳米带来增大V_(x)/J。相对于矩形纳米带,电流驱动的引导纳米带中磁斯格明子移动时,V_(x)/J显著增大,且在一定程度上增大了J_(max)和V_(max)。电流驱动纳米带中磁斯格明子移动的最优方案是集合了引导和凹槽纳米带优势的组合纳米带,可获得更大的电流驱动效率、更大的移动速度。这些研究结果可为开发设计新一代自旋电子器件提供理论依据。

摘要：磁斯格明子作为一种具有拓扑保护性质的准粒子受到了磁学与磁性材料领域科学家的广泛关注.本文对磁斯格明子的拓扑性质进行了概述,回顾了磁斯格明子的存在条件以及运输特性,综述了近年来利用微磁学模拟研究的磁斯格明子激发、操控、微波磁场响应以及基于磁斯格明子的器件设计,主要包括赛道存储器、自旋纳米振荡器、晶体管和逻辑门.通过本文的综述,希望为磁斯格明子在未来信息领域的应用提供参考.

摘要：运用一维和三维微磁学模拟探究了易轴与外场存在偏角β情况下Nd2Fe14B/α-Fe双层膜的磁矩反转过程,计算了磁矩反转过程中磁滞回线和磁能积,并与实验结果进行了对比.计算结果表明,在膜面内的易轴偏角β严重影响磁矩反转过程.当β=0时,磁矩反转过程中无明显成核现象,随着易轴偏角β的增大,剩磁显著减小,磁滞回线方形度变差,导致磁能积急剧减小.对于Nd2Fe14B(10 nm)/α-Fe(8 nm)双层膜,β=10时,最大磁能积下降30.3%.在磁矩反转过程中,总能量最大时对应的外磁场能随易轴偏角的增大而减小,交换作用能先增大后减小,磁晶各向异性能则随着易轴偏角的增大而增大.软磁相厚度越大,双层膜的磁能积受易轴偏角影响越大.在膜面外的易轴偏角对磁矩反转过程也有类似的影响.

摘要：提出了一种特殊自旋阀结构,其极化层(钉扎层)磁矩沿面内方向,自由层磁矩成磁涡旋结构.自由层在形状上设计成左右两边厚度不同的阶梯形圆盘.微磁学模拟研究发现,通过调控所施加的高斯型脉冲电流的大小、方向和脉冲宽度,可以实现磁涡旋的不同旋性、不同极性的组态控制.分析了该结构中电流调控磁涡旋旋性和极性的物理原因和微观机理.