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具有强磁各向异性的磁性纳米结构有很好的热稳定性，在基于自旋的信息存储与信息处理方面应该有广阔的应用前景。本论文对具有强各向异性且只有几个或几十个纳米的磁体的磁性质进行了动力学蒙特卡罗模拟研究。在动力学蒙特卡罗模拟中，我们采用过渡态理论和Glauber动力学方法来计算单自旋反转的速率。
利用动力学蒙特卡罗方法研究了生长在Pt表面上的一维单原子Co链的铁磁序性质。由于Co原子的各向异性能很大，单原子磁矩反转时需要克服主要由各向异性能引起的过渡态势垒。研究发现，在考虑自旋反转的过渡态势垒后，一维单原子Co链在低温下存在铁磁长程序，而当温度升高时，系统将从长程有序态转变成长程无序但短程有序态。当磁场扫描速率增加时，系统从长程有序到长程无序态的转变温度增加。该项研究很好地解释了Gambardella等人的实验结果。
在链状系统的研究基础上，我们把系统扩展到长方形状和立体形状，同样用动力学蒙特卡罗方法研究了具有强各向异性的纳米磁体的形状对矫顽力的影响。研究结果表明，系统的矫顽力与其形状密切相关。对于包括相同原子数的纳米磁体，立体形状比长方形状系统的矫顽力大，长方形状系统的矫顽力大于链状系统的矫顽力。并且发现，矫顽力与系统中单原子的平均有效近邻数有关。
把具有强各向异性的吸附原子排列在金属薄带上组成一个一维链纳米磁系统，利用动力学蒙特卡罗方法研究了在此一维链系统中注入自旋极化电流时，系统的磁化强度对自旋极化电流的响应关系。研究发现，由于原子具有大的各向异性能，系统的磁化强度随自旋极化电流的增加呈现磁滞行为；温度的增加有利于降低临界反转电流，当温度增加到一定值时，磁滞行为消失；磁化强度反转所需要的临界电流除了与温度有关外，还与电流的自旋极化率和原子的各向异性能的大小有关。