《磁性團簇上由雷射誘導的超快自旋操控研究》是依託陝西師範大學，由金蔚擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：磁性團簇上由雷射誘導的超快自旋操控研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：金蔚
- 依託單位：陝西師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著自旋電子學中對高密度信息存儲和高速信息處理能力要求的日益提高，納米尺度磁性結構上超快自旋動力學成為了近年來的研究熱點之一。本項目基於第一性原理計算，系統研究具有不同幾何結構的Co_3^+團簇上由雷射誘導的超快自旋操控，總結不同構型（線性和三角）和配體（CO和CH_3OH）對團簇電子結構、光譜性質和自旋動力學特性的影響規律；同時，研究分子轉動自由度對自旋動力學的影響機制，探索雷射誘導下分子轉動操控的可能性；通過對所得超快自旋翻轉、自旋轉移或自旋交叉等操控結果的分析，探索基於團簇結構實現自旋邏輯功能的新方案。本研究將對具有特定自旋操控功能的納米器件的設計及其在自旋電子學的套用提供重要的理論依據，並為超快分子轉動操控的實現奠定基礎。
結題摘要
本項目通過對具有不同配體的Co_3^+團簇的研究，分析了各體系的幾何構型、電子結構、光譜性質、超快自旋動力學及分子轉動動力學特徵，得到了一些規律性認識，取得了一系列創新性成果。其中，在超快自旋動力學的實現方面，本項目組在Co_3^+(CH_3OH)，Co_3^+(CO)，Co_mBz_n^{+/0}等多種團簇上實現了基於Λ進程的飛秒級自旋翻轉和自旋轉移。特別地，在Co_3^+(CO)團簇上得到了在三個磁中心之間的超快自旋轉移循環，從而為實現其在超快自旋移位暫存器的套用提供了可能；在Co_mBz_n^(+/0)團簇（Bz: C_6H_6; m,n=1,2,3）中，實現了CoBz^+上的單重態和三重態之間的超快自旋交叉和Co_2Bz上飛秒級的自旋翻轉－轉移動力學，前者根據Goodenough-Kanamori規則最易實現（所需雷射能量、強度和半高寬較其他動力學均為最小），後者可用於分子自旋開關。同時，通過引入分子自由度，在Co_3^+(CO)團簇得到了雷射誘導的伴隨著y組分自旋部分翻轉的超快分子轉動翻轉動力學，為超快分子轉動操控的實現及相關自旋電子學器件的套用提供了可能性和理論指導。另外，在研究配體分子影響機理之外，還對Ni_3(CH_3OH)團簇，Fe-Bz團簇，內嵌富勒烯Y_2C_2@ C_{82}-C_2(1)結構和反鐵磁絕緣體Cr_2O_3上的超快自旋動力學進行了研究，探討不同磁中心和不同維度材料在多電子能級和自旋動力學操控行為上的差異。這些研究對於分子尺度超快自旋動力學機制的完善和新型分子器件的設計具有重要意義，進一步推動了分子自旋電子學器件在高密度信息存儲和超快信息處理套用方面的發展。
