鐵磁島納米晶格中的人工幾何磁阻挫

《鐵磁島納米晶格中的人工幾何磁阻挫》是依託廈門大學，由王瑞方擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：鐵磁島納米晶格中的人工幾何磁阻挫
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王瑞方
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

本項目的研究對象是電子束光刻技術製備的納米尺度單疇鐵磁島所組成的晶格。在這些晶格中，我們重點研究幾何排列所導致的鐵磁島間的磁阻挫現象。阻挫會導致具有很高能量簡併度的磁矩排列方式，還能引起一系列的新穎巨觀效應。具有幾何阻挫的磁性納米晶格可類比於已被大量研究的傳統的幾何磁阻挫物質，即內部原子磁矩的特殊幾何安排導致阻挫的一類磁性物質。而研究光刻技術製備的納米晶格所具備的優勢是我們不但可以人工控制陣列的各種幾何尺寸性質，而且可以直接在室溫下觀察到陣列中每個磁矩的物理行為。我們將在以前的工作基礎上探索幾種不同類型的納米磁性晶格，並研究局部缺陷以及外磁場所導致的效應。我們提出的研究計畫結合了很強的實驗探索（包括納米尺度的局域測量和樣品整體磁性研究）和理論模型研究，從而達到對人工幾何磁阻挫現象的細緻理解。該項目的研究除了具有重要基礎科學研究意義之外，還可能對一些套用相關的問題予以啟發。

結題摘要

人工幾何磁阻挫是通過人工設計磁性納米結構，並使其擁有特定晶格結構的方法來模擬原子自旋間的幾何磁阻挫。我們原來計畫主要通過實驗的方法來開展研究，這需要一定的實驗條件。但是，學校2009年承諾的科研啟動經費遲遲不能到位，因此，我們只好開展數值模擬計算研究工作。我們將主要研究注意力放在磁性納米圓盤上面，因為這種磁性納米結構中的磁渦旋態結構與超導體中的渦旋結構相似，而後者是實現幾何磁阻挫的一種重要方式。我們發現對磁渦旋態在垂直方向施加共振交變磁場，可以實現渦旋態的超快翻轉，該結果於2012年發表在套用物理快報上面。在此工作基礎之上，我們又發現了新的翻轉機制，比如在磁性納米圓盤中心設計一個柱形凹坑，在垂直交變磁場作用下，被激發的自旋波受到約束，從而實現渦旋態翻轉速度的大幅提升。還有，我們對納米圓盤施加環形場，也實現了渦旋態的深亞納秒翻轉。這些工作在整理中，預計今年能在國際期刊發表。