磁納米結(jié)構(gòu)中的磁化及其磁疇移動(dòng).pdf

1、高密度的存儲(chǔ)和快速的讀寫技術(shù)是磁信息記錄領(lǐng)域中人們一直關(guān)注與研究的課題，隨著人們對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度和數(shù)據(jù)讀取速度的要求的提高，賽道存儲(chǔ)器(Racetrack Memory)技術(shù)成為磁信息記錄領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。賽道存儲(chǔ)器中的賽道實(shí)際上是諸多磁納米線，信息記錄的數(shù)據(jù)編碼通過磁納米線上的磁疇來承載，磁疇壁的運(yùn)動(dòng)可以通過自旋極化電流來驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其信息的讀和寫，不必象傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動(dòng)器那樣需要磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)，從而易于器件微型化。然而，在磁納米線上利用自旋極

2、化電流驅(qū)動(dòng)磁疇壁運(yùn)動(dòng)技術(shù)尚處在實(shí)驗(yàn)階段，要成為大規(guī)模應(yīng)用還需要大量實(shí)證研究。不同微觀磁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的磁化性質(zhì)以及磁納米帶中各種納米磁疇結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)調(diào)控的研究，對(duì)磁信息的讀寫和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用，亦是研究自旋極化電流穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)磁疇壁運(yùn)動(dòng)的前提。本文采用了蒙特卡洛（Monte-Carlo）模擬方法和新改進(jìn)的自旋動(dòng)力學(xué)模擬方法，對(duì)磁納米結(jié)構(gòu)中的磁化性質(zhì)和電流驅(qū)動(dòng)進(jìn)行了研究。其具體內(nèi)容如下:
　　1.采用Monte-Carlo的模擬方法模

3、擬研究了小尺寸磁性膜系統(tǒng)磁化過程，并比較了磁性膜磁晶各向異性、界面交換耦合等對(duì)其系統(tǒng)磁化翻轉(zhuǎn)機(jī)制的影響。結(jié)果表明:磁晶各向異性的減小有利于磁疇的增長，但不利于磁矩的一致轉(zhuǎn)動(dòng);鐵磁膜、反鐵磁膜界面交換耦合均有利于磁疇增長，但反鐵磁膜的耦合作用效果更明顯。同時(shí)本文還直觀地考察了小尺寸系統(tǒng)磁化過程中的微觀磁疇結(jié)構(gòu)的演化過程。
　　2.采用Monte-Carlo的方法對(duì)相同尺寸，相同晶格結(jié)構(gòu)，但邊界形狀不同的單層鐵磁薄膜的磁學(xué)特性及磁疇結(jié)

4、構(gòu)進(jìn)行了模擬，結(jié)果表明:隨著邊界的改變，系統(tǒng)的矯頑場、磁矩以及磁疇結(jié)構(gòu)均發(fā)生了規(guī)律性的變化，且邊界偶極作用有助于矯頑場的增強(qiáng)，但卻不易于磁化飽和。對(duì)于矯頑場不太大，但飽和磁化強(qiáng)度比較強(qiáng)的顆粒其性能比較好。為此，人們可以通過磁性薄膜邊界的裁剪實(shí)現(xiàn)對(duì)其磁化性質(zhì)的調(diào)控。
　　3.采用改進(jìn)的自旋動(dòng)力學(xué)模擬方法，即加入自旋傳輸力矩后的Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)方程研究電流驅(qū)動(dòng)疇壁運(yùn)動(dòng)情況，著重討論研究了相鄰兩條