自旋波在L型非对称磁性纳米线的磁矩动力学研究

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磁性纳米材料的研究在近年来成为研究热门。磁性纳米材料作为超高速数据传输和超高密度存储的载体,具有非常广阔的应用前景和巨大的研究价值。随着自旋电子学和纳米技术的发展,自旋波在纳米线中作为传播信号载体这一构想越来越受到关注。基于自旋波的磁性纳米波导在实际应用中难免碰到纳米线拐弯的情况,拐弯结构将对自旋波产生作用,不利于自旋波携带信号的传输。在本文中我们主要对磁性纳米波导的拐弯结构中不同频率的外场驱动下自旋波的传播特点进行研究。  首先介绍了磁学理论基础,描述了自旋波理论的发展及具体内容,其次对磁性纳米材料和磁性存储技术的发展进行归纳和综述。在理论基础和前人研究工作基础上,本文设计了一种“非均匀宽度-等曲率半径”的L型非对称磁性纳米线拐弯结构,通过微磁模拟软件——LLG Micromagnetics Simulator,对场源位置位于较宽一端和较窄一端两种不同情况下磁矩的运动进行模拟。同时作为对比,不改变外部条件,对L型对称纳米线拐弯结构,即“均匀宽度-曲率半径不等”中磁矩的运动也进行了模拟。模拟得到自旋波在三种不同结构条件的纳米线波导中的传播过程,利用MATLAB程序语言对模拟数据进行数值分析,得到不同拐弯结构在不同频率的外场驱动下产生的自旋波模态以及自旋波传播的色散关系,描述了自旋波在不同结构中的传播特点,给出不同结构中波形能平稳传播的频率范围,其中“非均匀宽度-等曲率半径”、波源位于纳米线粗端的L型非对称纳米线结构具有最大的频率范围——9GHz~18GHz,并解释纳米拐弯波导中波形平稳传播和扭曲传播的具体原理。本文工作有助于深入了解磁性纳米波导中自旋波在经过拐弯结构的传播机制,为磁性纳米器件的制备和应用提供了理论依据。
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