磁性纳米圆盘中斯格米子的静态和动态性质研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:michael047
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斯格米子具有纳米尺寸、高的结构稳定性、低的驱动电流和丰富的物理性质等特点受到了研究者的广泛关注。然而,实验上观测到的斯格米子大部分需要在低温并且加磁场的情况下才会出现,且其B-T窗口比较窄,这将限制斯格米子的实际应用。对于斯格米子动力学的研究主要集中在电流驱动斯格米子的运动,而其他驱动方式却很少研究。针对这些问题,本论文采用微磁学模拟研究了Co/Ru/Co磁性纳米盘中耦合斯格米子的静态和动态性质,得到如下结果:  一、预测了自发的耦合斯格米子基态(不需要加外场)会出现在没有Dzyaloshinsky-Moriya(DM)相互作用的Co/Ru/Co的磁性纳米圆盘中,提出了交换能、退磁能以及单轴各向异性能之间的竞争有类似于DM相互作用的效果,使得自发的斯格米子能够形成。  二、在脉冲磁场作用下,斯格米子的导向中心的回旋运动轨迹是一个星形的运动轨迹;当磁场撤掉后,回旋运动轨迹是一个六边形运动轨迹,这与涡旋和磁泡的回旋运动不同。  三、在单频率微波场作用下,当微波场的频率在4.60~4.85GHz范围内时,导向中心的运动轨迹出现花状轨迹,这与斯格米子运动时所产生的大的非局域的拓扑密度分布的形变有关。通过调节微波场的幅值可以调节非局域形变的大小,从而可控地调节斯格米子的花状动力学。在双频率微波场作用下,调节磁场的频率比为公度时,可以控制导向中心的共振激发轨迹从六边形轨迹变为其他多边形轨迹,比如三边形、四边形、五边形、七边形;当频率比为非公度时,出现准周期的行为。  四、与微波磁场作用不同的是,在电流的作用下,上下盘的运动轨迹完全一样,说明上下盘是同向运动,而不是反向运动。通过调控电流的频率值、电流的幅值比可以调控斯格米子的共振激发。
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