双层磁性薄膜界面自旋波的性质

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本文采用量子统计格林函数方法和海森堡模型研究了具有8个原子层(A层和B层均由4个原子层组成)的对称和非对称双层磁性薄膜的自旋波谱、自旋波态密度和自旋波的空间分布。研究了界面自旋波在二维布里渊区中的占有面积和界面自旋波频率受外界物理因素和薄膜界面性质的影响。对称双层磁性薄膜每个界面层(第4、5原子层)上都有两支界面自旋波ω-1和ω-2。随着温度的增加,两支界面自旋波在布里渊区中占有面积先增大后减小,两支界面自旋波频率减小。随着外磁场的增加,两支界面自旋波在布里渊区的占有面积减小,两支界面自旋波频率均增加。当界面层间交换耦合、界面层内交换耦合和界面各向异性变大时,两支界面自旋波在布里渊区占有面积均减小,两支界面自旋波频率均增加。在中温区存在两支界面自旋波,在低温区和高温区只存在一支界面自旋波。当外磁场、界面层间交换耦合、界面层内交换耦合和界面各向异性比较小时,存在两支界面自旋波;当这些参数比较大时,对称双层磁性薄膜中只存在一支界面自旋波。非对称双层磁性薄膜每个界面层上只有一支界面自旋波,第4原子层的界面自旋波为ω-4,第5原子层的界面自旋波为ω-5。随着温度的增加,两支界面自旋波在布里渊区的占有面积先增大然后减小,两支界面自旋波频率均减小。随着外磁场的增加,两支界面自旋波在布里渊区的占有区间面积减小,两支界面自旋波频率均增加。当界面层间交换耦合、界面层内交换耦合和界面各向异性变大时,界面自旋波ω-4在布里渊区中的占有面积逐渐增加,而界面自旋波ω-5在布里渊区中的占有面积逐渐减小,两支界面自旋波频率均增加。温度、外磁场、界面层内交换耦合和界面各向异性对界面自旋波ω-5频率的影响较大,但界面层间交换耦合对界面自旋波ω-4的频率的影响较强。在中温区有两支界面自旋波ω-4和ω-5,在低温或高温区只有界面自旋波ω-5存在。当外磁场比较小时,存在两支界面自旋波ω-4和ω-5,当外磁场比较大时,只有界面自旋波ω-5存在。当界面层间交换耦合和界面层内交换耦合较小时,仅存在一支界面自旋波ω-5。当界面层间交换耦和界面层内交换耦合变大时,存在两支界面自旋波ω-4和ω-5。本论文研究的创新点为:研究了温度对界面自旋波性质的影响,并且发现界面自旋波产生的根源是薄膜的界面性质与体内性质的差异。本论文的内容丰富了磁性薄膜界面自旋波的研究,对于基于磁性薄膜的微波器件的研究提供了更丰富的理论基础。
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