磁納米條中磁疇結構的調控、電流驅動及其溫度影響

《磁納米條中磁疇結構的調控、電流驅動及其溫度影響》是依託揚州大學，由胡經國擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：磁納米條中磁疇結構的調控、電流驅動及其溫度影響
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：胡經國
• 依託單位：揚州大學

項目摘要

未來賽道存儲器的讀和寫可以通過自旋極化電流驅動磁疇壁運動來實現。但驅動磁疇壁運動的閾值電流太大，且驅動過程中的磁疇結構及其疇壁運動欠穩定。本項目基於Laudan-Lifshitz-Gilbert(LLG)方程，研究磁納米條的尺寸、邊界、形狀等微結構以及磁各向異性等對磁納米條中形成不同磁疇結構的影響，以揭示其不同磁疇結構的形成機制，得到磁納米條中T型磁疇壁與V型磁疇壁之間、V型壁中單渦旋與雙渦旋疇結構之間的轉換與穩定控制；進而，拓展基於傳統LLG方程的模擬方法，重點研究磁納米條中單V型磁疇壁以及多V型磁疇壁在自旋極化電流驅動下的動力學行為與磁納米條的微結構以及磁各向異性等之間關聯的一般性規律，以獲得降低驅動V型磁疇壁運動閾值電流的關鍵要素。通過在LLG方程的有效場中引入含溫度的隨機場，討論其溫度的影響，為發展熱輔助下低閾值自旋極化電流穩恆可控地驅動磁納米條中V型磁疇壁運動的技術提供理論指導。

結題摘要

未來賽道存儲器的讀與寫可以通過電流驅動磁疇壁的移動來實現。但驅動磁疇壁移動的閾值電流大，且驅動其移動過程中磁疇結構及其磁疇壁移動欠穩定等。本項目基於Laudan-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程研究了長直磁納米條中T型磁疇壁、V型磁疇壁、多T型磁疇壁等在電流、自旋波作用下其動力學行為。系統研究了磁晶各向異性、磁納米條間相互作用、缺陷（雜質）等對其動力學性質的影響。得到了磁納米條中T型磁疇壁、V型磁疇壁、多T型磁疇壁在電流、自旋波作用下其動力學行為與磁納米條微結構以及磁晶各向異性等之間的一般性規律。結果發現：垂直磁晶各向異性能提高T型磁疇壁移動的速度、壓制T型磁疇壁的沃克崩潰；而面內磁晶各向異性能壓制V型磁疇壁的擴展、提高V型磁疇壁發生沃克崩潰的臨界電流等。缺陷（雜質）對磁疇壁的移動有釘扎作用，提高驅動磁疇壁移動的閾值電流，其釘扎作用的強度依賴於缺陷（雜質）的位置、大小、濃度等。磁納米條間的相互作用對磁條中磁疇壁的移動性質有直接的影響，甚至會發生磁疇壁振盪行為。另一方面，通過在LLG方程的有效場中引入含溫度的隨機場，討論了溫度對電流、自旋波作用下磁疇壁動力學行為的影響。結果發現：溫度能提高磁疇壁移動的速度、壓制磁疇壁的沃克崩潰，同時還能有效解除缺陷（雜質）帶來的釘扎作用，進而降低驅動磁疇壁移動的閾值電流等。項目的完成為發展基於熱輔助下低閾值電流平穩驅動磁疇壁移動技術的賽道存儲器提供理論指導。