【摘 要】
：
磁动力学过程的研究对基础物理的发展和自旋电子学器件性能的提高都有着重要意义。随着磁性材料结构和有效场分布的变化,磁矩的集体进动表现出多种多样的模式。这些丰富的磁动力学过程反应了磁性材料的磁动力学性质,并可通过多种手段进行调控。本论文系统研究了坡莫合金（permalloy,Py）铁磁连续薄膜及微纳米结构中的磁矩进动的各类模式,以及Nd基非磁材料-坡莫合金磁性异质结和磁性多层膜中磁动力学过程,主要的研
【基金项目】
：
国家自然科学基金面上项目（51571062）青年科学基金项目（11504047）；
论文部分内容阅读
磁动力学过程的研究对基础物理的发展和自旋电子学器件性能的提高都有着重要意义。随着磁性材料结构和有效场分布的变化,磁矩的集体进动表现出多种多样的模式。这些丰富的磁动力学过程反应了磁性材料的磁动力学性质,并可通过多种手段进行调控。本论文系统研究了坡莫合金（permalloy,Py）铁磁连续薄膜及微纳米结构中的磁矩进动的各类模式,以及Nd基非磁材料-坡莫合金磁性异质结和磁性多层膜中磁动力学过程,主要的研究内容概括如下:1.坡莫合金薄膜中的各类自旋进动模式的形成条件和调控方式在观察到Py连续薄膜中垂直膜面的自旋驻波进动模式基础上,我们发现微量稀土（rare earth,RE）掺杂即可显著调控Py100-xREx（RE=Gd、Nd和Tb）薄膜中的静态和动态磁性。其中3 at.%的Nd掺杂即可导致Py-RE的交换系数有近44%的衰减;4 at.%的Tb掺入就能使Py-RE的Gilbert阻尼因子（α）增加至Py本征阻尼的12.5倍。通过设计具有不同尺寸和间距的Py微纳米矩形单元阵列,我们观察到了各类面内自旋驻波进动模式。结合理论拟合和微磁学模拟,我们发现具有不同模式数的面内自旋驻波的边界钉扎系数不同,取决于靠近边界处的磁矩的动态钉扎作用。2.Nd基非磁材料-坡莫合金磁性异质结中的磁动力学通过在Py连续薄膜上覆盖轻稀土Nd基非磁薄膜,我们成功实现对Py动态磁性的调控。在Py/Nd异质结中,Py薄膜的Gilbert阻尼因子随Nd覆盖层厚度的增加而先增加后趋于稳定,最大增量在Py本征阻尼的6倍以上。通过逆自旋霍尔效应测试和在界面插入非磁层Cu,我们证明了Py/Nd异质结中磁阻尼增量主要来自于界面作用。利用这种界面性质,通过在Cu纳米薄膜中掺杂Nd,可同时实现对Py/CuNd异质结界面状态和非磁层自旋轨道耦合的设计,进而有效调控了Py的磁阻尼。3.磁子阀结构中自旋层间传输及其调控通过设计Py/Cu/FeCoTb磁性多层膜结构,我们研究了两磁层的磁化取向对Py动态磁性的影响。结果显示,在两磁层静态交换耦合可以忽略不计的情况下,当相对磁化取向由面内平行状态（P）变为反平行状态（AP）时,层间相互作用和Py的磁阻尼都增大;在AP状态下的Gilbert阻尼因子是其在P状态下时的5倍;表明在AP状态下自旋信号在层间传输过程中受到的损耗更多,自旋弛豫更快。利用时间分辨磁光克尔效应技术,我们研究了磁子间相互作用和界面损耗对自旋阀中磁子传输的影响。通过比较Py/Cu/FeCo和Py/Cu/Py这两种自旋阀结构,我们证明磁子间的相互作用与其本征频率有关,本征频率接近的磁子间相互作用相对较小;通过研究有稀土插入层的Py/Tb/Cu/FeCo/Gd自旋阀结构,我们发现稀土插入层会增加自旋角动量在界面处的损耗,从而间接地减小两铁磁层中磁子的相互作用强度。这项研究对以磁子阀为基础的磁子器件的发展有重要的推动作用。
其他文献
随着机动车保有量的逐年增长,机动车尾气污染已成为我国空气污染的重要来源。机动车尾气污染中占比最高的是黑烟车尾气污染。降低黑烟车尾气污染需要从车流中识别黑烟车。基于道路监控视频分析的黑烟车识别方法是目前的主流,但面临着容易漏报和误报的难题。解决该问题的核心是研究最具区分能力的黑烟特征。本文围绕黑烟特征展开研究,分别从黑烟图像生成、黑烟传统特征、黑烟深度特征和黑烟密度特征等四个方面进行深入研究。主要研
本文针对机床进给传动系统中存在的参数变化和建模误差等问题,提出了相应的在线参数估测和伺服控制方法,旨在提高进给传动系统在不同运行条件下的跟踪性能和稳定性。近年来,高速加工快速发展,为了保证进给传动系统在高速运行时的跟踪精度,需要尽可能地提高控制系统的闭环带宽。然而,当闭环带宽接近或者超过共振模态的自然频率后,参考轨迹和外部干扰可能会激发共振模态,引起的结构振动将影响跟踪精度,致使加工品质降低。另一
用户请求具有泊松到达、一般随机到达等不同模式,具有不同忍耐度、截止期等约束;服务资源通常为单队列或多队列的异构处理器,其服务方式服从指数或其它随机分布。这些模式和约束组合成多类复杂排队模型,如何为每类供需服务确定合适的处理器数量并合理调度以优化响应时间和功耗、租赁成本、系统能耗、服务提供商收益等不同目标是云计算的关键问题之一。针对具有忍耐度、截止期等不同约束的泊松到达用户请求,分别研究单队列和多队
由于水平荷载和地震液化引起的桩基侧移过大或桩身结构强度破坏等工程事故屡见不鲜,有效提升软弱地层中桩基础的水平承载力与抗震性能是岩土工程中亟需解决的挑战,也是桩基工程研究的热点和难点问题。劲芯复合桩（简称复合桩）是将水泥土搅拌桩（或高压旋喷桩）与高强度的预制混凝土管桩联合形成的一种复合材料新桩型。工程实践表明预制混凝土管桩周围的水泥土可显著提高其竖向承载力,但国内外对劲芯复合桩的水平承载性状与抗震性
快速有效的道路排水设计是保证降雨条件下路面行车安全和提升道路服务水平的重要环节。当降雨强度超过沥青路面排水能力时,在路表面或面层内部会形成超渗流,超渗流包括路面的汇流过程与面层内部的渗流过程。形成于路表的汇流导致路面出现积水,降低路面行车安全;形成于路面内部的渗流会冲刷、侵蚀路面材料,破坏道路结构承载力与耐久性。为深入探究沥青路面超渗流行为对行车安全与道路结构排水的影响,本文基于水动力学、渗流力学
分布异构集群下的MapReduce作业（独立MapReduce作业或MapReduce工作流）调度的主要问题是任务与资源间的合理匹配。实际云环境中资源的有限性、MapReduce作业处理数据的分布性以及不同类型MapReduce作业资源请求量的异构性,为MapReduce作业或MapReduce工作流调度过程中满足截止期、数据本地化、资源利用率等带来极大挑战。本文围绕MapReduce作业调度,分
纳米尺度下金属材料的热学性能和稳定性是微/纳机电系统设计中需要重点考虑的问题,它关系着器件的性能指标、可靠性以及使用寿命。纳米金属在力、电、热等多方面都表现出了不同于其宏观块体材料的新异特性。原位透射电子显微技术因具有原子级分辨能力并可原位搭载各种外场,现已成为研究纳米金属材料新异物性的首要方法。纳米金属的热学行为和稳定性是微纳器件领域的一个重要课题,本文基于原位透射电子显微技术针对纳米金属的热力
视频目标跟踪是计算机视觉领域研究的热点,在智能视频监控、医学图像诊断、智能人机交互和虚拟现实等领域均有广泛的应用。随着国内外的研究机构不断地对目标跟踪技术投入了大量的人力和财力,该技术取得了长足的发展。然而,面对光照变化、背景复杂、尺度变化和遮挡等复杂场景,目标跟踪算法仍有很多理论与技术问题亟待解决。针对视频目标跟踪过程中存在的问题,本文在传统目标跟踪算法的基础上,围绕算法的运动模型、搜索方案和表
流线型钢箱梁因自重轻、承载力高以及整体性强等优点,已成为大跨桥梁主梁的主要形式之一。然而,在长期车载及风载等持续作用下,大跨钢桥钢箱梁不可避免地会出现不同形式的疲劳病害,当疲劳病害积累到一定程度,其结构安全性往往会受到显著影响,需进行加固修复。相比于更换原材料、焊接修复等传统加固措施,纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer,简称FRP）因轻质高强、便于施工、耐久性优异等