《基於微觀格點模型研究鐵磁納米線中的疇壁運動現象》是依託杭州師範大學，由周能吉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於微觀格點模型研究鐵磁納米線中的疇壁運動現象
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周能吉
- 依託單位：杭州師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鐵磁納米線中的疇壁運動現象是最近幾年理論和實驗研究的焦點。大量研究結果表明鐵磁納米線中存在豐富而新穎的疇壁運動模式和動力學相變現象，比如釘扎相變、沃克擊穿現象、自旋轉矩效應等，而相關的理論解釋尚不完全清楚。過去學者們一般使用LLG方程研究鐵磁納米線中的疇壁動力學。然而它很難進行大尺度數值模擬，更不用說研究相變現象了。而本項目將通過構建微觀格點模型，用蒙特卡洛方法模擬鐵磁納米線中由外加磁場和自旋極化電流驅動的疇壁運動現象。使用動力學方法,結合疇壁穩態和非穩態行為，我們將系統地調查疇壁在非恆定外場驅動下的運動規律，精確地測量動力學相變臨界點以及臨界指數值，揭示系統空間維度變化對疇壁運動的影響。本項目的科學意義在於：一方面，鐵磁納米線中的疇壁運動是一個典型的非平衡態動力學過程，探討其規律具有重要的理論意義；另一方面，理解鐵磁納米線中疇壁運動規律對磁性器件設計也具有一定的實用價值。
結題摘要
本項目報告研究範圍針對納米尺度的鐵磁、鐵電薄膜中疇壁運動行為。本報告研究目的是發展帶弱無序相互作用的Ising類、 ϕ4類理論和Heisenberg類微觀格點模型，通過開展Monte Carlo 動力學和基本微觀運動方程的數值模擬研究外加磁場和電流驅動下疇壁的動力學行為；探討疇壁運動中存在的各種動力學相變現象，並和傳統的有序-無序相變對比；進一步發展非穩態的短時動力學模擬方法，把穩態和非穩態結合起來研究，從而較全面地掌握疇壁的穩態和非穩態運動規律。本報告的研究方法是：以Monte Carlo數值模擬方法為基礎，根據實際材料的晶格結構和相互作用構造相應的微觀格點模型，通過數值模擬研究納米尺度下鐵磁材料中的各種相變現象，並結合理論分析和數值計算解釋其微觀機理。本報告的研究內容主要是:（1）二維矢量格點模型研究疇壁運動中的釘扎相變,（2）動力學方法研究鐵基超導材料中的相變現象,（3）交變外場作用下疇壁運動的蠕動行為,（4）無序噪音對相變現象的影響等, （5）發展了數值變分方法，並用它來探索雙聲子庫自旋波色模型的基態量子相變現象,（6）用數值變分方法研究受激發電子（激子）在分子晶體模型Holstein Polaron模型的量子動力學行為。以這些成果為基礎，已在國際一流物理專業刊物上共發表SCI論文10篇，其中包括物理評論E 3篇，物理評論B 2篇，歐洲物理快報1篇，科學報導1篇，物理化學期刊1篇，物理評論快報1篇以及自然交流1篇。 其中最具代表性的研究成果是：（1）建立疇壁運動的微觀格點理論，包括標量Ising類模型，矢量p態Clock模型以及基於ϕ4類理論的哈密頓微觀動力學方程。（2）揭示了釘扎相變和弛豫-蠕動相變的物理性質，包括相變類型、相變點、標度行為以及臨界指數值等。（3）探索了鐵磁、鐵電材料中的噪音、空位以及阻挫對相變現象的影響。（4）揭示了雙聲子庫的自旋波色模型的量子相變的相變類型，相變點以及臨界行為。(5)揭示了光激電子在含有對角和非對角耦合分子晶體模型中的傳播行為，以及相應的線性吸收譜形狀。
