《超高記錄密度亞鐵磁薄膜超快全光磁化反轉動力學研究》是依託華南農業大學，由徐初東擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：超高記錄密度亞鐵磁薄膜超快全光磁化反轉動力學研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐初東
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
現代信息技術的飛速發展對超高密度超高速信息存儲提出新的挑戰。最近研究報導磁光記錄材料GdFeCo亞鐵磁薄膜超快全光磁化反轉的實現，為開發超高密度超高速信息存儲器件提供了方向，成為當今國際磁信息存儲研究的最新熱點。本項目研究擬套用飛秒時間分辨磁光克爾光譜技術結合光-磁同步動態磁化磁光測試系統，對磁光記錄材料高矯頑力的GdFeCo和TbFeCo亞鐵磁薄膜的全光磁化反轉超快動力學過程進行系統，深入的研究。其中，自主研發的光-磁同步測試系統的套用是開展無外加磁場作用的超快磁化動力學研究的前提和優勢。具體將通過全光磁化反轉對激發脈寬和激發流密度的依賴性研究，以及材料結構參數對全光磁化反轉的影響研究，弄清為什麼目前報導的全光磁化反轉在之前類似的實驗中都沒觀測到，以及全光磁化反轉是GdFeCo的特性還是亞鐵磁薄膜的共性，探索全光磁化反轉的實現機理以及影響因素。預計研究結果將具有重要的科學意義和套用價值。
結題摘要
現代信息技術的飛速發展對數據存儲容量及存儲速度的要求越來越高。傳統磁光記錄材料GdFeCo合金飛秒雷射超快誘導全光磁化反轉的實現，為超高密度超快信息存儲的發展提供了方向。然而這種新技術的發展面臨兩個主要問題，一是受到GdFeCo 合金磁晶各向異性能低及無定形結構的限制，記錄密度不能有效提高。為提高超快磁記錄的記錄密度，需要設計新型結構材料。二是對於飛秒圓偏振光旋性依賴的全光磁化反轉，其起源作用機制一直存在爭議；有認為是源於磁圓二色性導致有效吸收雷射能量的差異；也有認為源於圓偏振光反法拉第效應等效於強有效磁場的作用；區分這兩類機制的關鍵在於怎樣有效區分雷射熱效應和光誘導有效磁場效應的作用。為此，只有設計新型結構性能優異的記錄材料，搞清外在雷射條件對全光磁化反轉的影響，才能真正促進超高密度超高速全光磁記錄材料和技術的發展。 針對以上兩個問題，本項目研究結合實驗測試分析和計算建模模擬，運用飛秒時間分辨磁光Kerr光譜技術和光-磁同步動態磁化磁光測試系統開展實驗研究，利用超快磁化動力學的原子自旋模型開展理論計算和模擬研究，對磁光記錄材料稀土-過渡金屬GdFeCo和TbFeCo亞鐵磁薄膜的全光磁化反轉超快動力學過程進行系統而深入的研究。一方面，我們構建了新型層狀結構Gd/Fe(Co)亞鐵磁耦合材料模型，以克服無定形結構不適於發展超高密度存儲的缺點，通過模擬其飛秒線偏振雷射超快熱誘導全光磁化反轉的過程，分析了其超快熱誘導磁化反轉的可行性以及影響因素。另一方面，我們開展了飛秒線偏振光激發GdFeCo合金薄膜的磁光性質的研究，搞清了雷射的熱效應和外加磁場效應對磁化反轉動力學的影響；在此基礎上，進一步研究圓偏振光旋性依賴全光磁化反轉的起源機制，套用多尺度法構建材料圓偏振光旋性依賴全光磁化反轉的Landau-Lifshitz-Bloch動力學方程，研究高磁晶各向異性的TbFe(Co)合金薄膜全光磁化反轉的動力學過程和影響因素，模擬分析了雷射熱效應和圓偏振光誘導的有效磁場效應對全光磁化反轉影響，探索了其作用機制。項目研究成果有望為合成性能優異超高密度超快磁記錄材料提供參考和指引。
