铁磁性器件是自旋电子学器件中的一个重要分支,在未来的多功能器件集成中将扮演重要的角色。本论文提出了在杂环境中分析自旋动力学的有效方法:多场耦合法。其主要的思想是可将环境中的任何相互作用表征成自由能或者力矩的形式,进一步映射成微磁学中的等效磁场形式。论文的主要工作是利用了多场稱合下的 Laudau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski(LLGS)方程,模拟了自旋磁矩的动力学行为,主要包括磁矩的翻转与进动过程。主要结论分为三部分内容。第一部分内容主要是探究在外应变对电流诱导磁矩面外180°翻转过程的影响。我们模拟了弹性场和自旋电流场耦合下的磁矩的翻转行为。得到了适当的应变会降低临界翻转电流,证实了热力学预测的结果。同时,我们发现过大的应变会引起临界翻转电流的升高。这主要归因于应变场与自旋电流场对磁矩的作用机制不同。过大的应变场会导致磁矩的重新取向面内方向;而电流场则总是诱导磁矩面外翻转。第二部分内容主要是探究电场对自旋纳米振荡器输出信号的调制作用。我们模拟了受电场调控的界面垂直磁晶各向异性场与自旋电流场耦合下的磁矩稳衡进动。发现了磁矩的稳衡进动所产生的会受到电场的调制,其调制主要分为输出信号频谱特性(线宽),频率和位相的调制。第三部分布内容主要是探究点接触纳米线型自旋纳米振荡器的边界钉扎效应。我们采用空间非均匀分布的自旋电流场来模拟点接触几何结构。模拟结果表明纳米线振荡器的输出频率严重依赖于边界磁矩的钉扎情况。随着钉扎强度的升高,输出频率出现蓝移。这归结于结构内自旋驻波的形成。以上的研究内容是多场耦合在自旋动力学分析上的应用。其证明了多场概念对于分析复杂环境中磁性自旋器件性质以及设计新功能器件过程中的重要性。