鐵磁納米結構中自旋波傳播的微磁學研究

《鐵磁納米結構中自旋波傳播的微磁學研究》是依託上海大學，由顏明擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：鐵磁納米結構中自旋波傳播的微磁學研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：顏明
• 依託單位：上海大學

中文摘要

自旋波是可在鐵磁系統中傳播的本徵振動，與電磁波類似，其頻率、相位、幅度等可作為攜帶信息的載體。與傳統的電子邏輯器件相比，自旋波邏輯器件具有能耗低等優點。因此，發展自旋波邏輯器件是新興的自旋電子學的一個重要分支。當前，對自旋波邏輯器件的實驗研究處在微米尺度，在可預見的未來將減小至納米尺度。因此，對鐵磁納米結構中自旋波傳播的理論研究除了物理學自身發展的意義之外，還可以為將來設計、最佳化納米尺度的自旋波邏輯器件提供理論依據和知識儲備。微磁學理論是研究鐵磁納米結構中的磁化強度動力學，其中包括自旋波的激發與傳播的有力工具。該課題將通過基於有線元方法的微磁學模擬，研究自旋波在不同鐵磁納米結構，特別是在具有複雜形狀的鐵磁納米線中的傳播特性，加深對於本領域的理解，增加該領域的知識，從而為尋找具有優良品質的自旋波波導，達到對於自旋波傳播的自由操控打下理論基礎。

結題摘要

磁化強度動力學是自旋電子學中的重要組成部分，而自旋波是鐵磁介質中磁化強度的本徵振動。理解自旋波在鐵磁納米結構中的傳播性質除了具有物理學本身的意義外，還可促進新一代自旋波電子器件的發展。本項目通過微磁學模擬的方法，對鐵磁納米結構中自旋波傳播的相關問題進行了研究，在理論上預言了幾種自旋波傳播的新奇效應，其中包括自旋波的都卜勒效應、鐵磁納米管中由樣品表面曲率所導致的自旋波的非對稱色散關係以及Dzyaloshinskii-Moriya相互作用引起的自旋波波陣面的傾斜等，並對自旋波的切倫科夫效應進行了後續研究。這些效應及相關物理機制的理解將有助於增加對自旋波的人為操控手段。例如，在自旋波都卜勒效應的研究中，我們原則上提出了一種通過施加直流信號，實現波源可移動、頻率精確可調的自旋波激發方式。而鐵磁納米管中自旋波非對稱傳播的研究則指出了通過樣品幾何形狀調控自旋波傳播性質的新途徑。因此，這些研究結果對於發展未來的自旋波電子器件具有潛在的套用價值。