【摘 要】
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当下,电子信息技术发展迅速,微波频段的占有率越来越高,这对信号的传输速度与质量有非常大的影响。太赫兹频段是如今尚未完全开发的频段,并且太赫兹波的频率更高,穿透能力更强,波束更窄,在医学成像,精准定位等方面的应用存在很大潜力。但是常规材料在该频段不能呈现良好的磁响应,导致太赫兹技术长时间的停滞不前,直至在太赫兹频段有明显磁响应的人工超材料出现,才让太赫兹技术重获新生。值得注意的是,目前常用的太赫兹超
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当下,电子信息技术发展迅速,微波频段的占有率越来越高,这对信号的传输速度与质量有非常大的影响。太赫兹频段是如今尚未完全开发的频段,并且太赫兹波的频率更高,穿透能力更强,波束更窄,在医学成像,精准定位等方面的应用存在很大潜力。但是常规材料在该频段不能呈现良好的磁响应,导致太赫兹技术长时间的停滞不前,直至在太赫兹频段有明显磁响应的人工超材料出现,才让太赫兹技术重获新生。值得注意的是,目前常用的太赫兹超材料都是需要进行人工二次加工的材料,制造和使用过程比较复杂,成本较高,对于大规模的商业应用是一个非常大的挑战,而本论文利用具有极高磁晶各向异性的自然永磁材料L10-FePt纳米线、L10-FePt纳米线阵列和SmCo5薄膜,借助微磁学模拟的方法,在太赫兹频段获得了显著磁响应。首先,通过对L10-FePt纳米线的仿真发现,自发磁化状态的纳米线磁响应主要集中在微波频段,在太赫兹频段则并不显著;但是通过控制纳米线的磁化状态,使其剩磁比(Mr/Ms)为1,纳米线在0.348 THz出现了唯一且显著的磁响应。同时,在L10-FePt纳米线的仿真结果中出现了与常规磁性材料不同的负磁导率虚部现象。通过比较L10-FePt纳米线和Fe纳米线的磁矩进动,我们认为引起这种现象的原因是L10-FePt纳米线磁矩的异常进动产生了负的等效阻尼因子,并且从能量损耗的结果中得到了进一步的验证。随后,本论文通过改变L10-FePt纳米线的尺寸、阻尼因子、晶粒大小和晶粒取向等因素实现了对其太赫兹磁响应的一定调控。在单根L10-FePt纳米线的研究基础上,对L10-FePt纳米线阵列的太赫兹磁响应进行探究,发现由于纳米线间相互作用能的负作用,纳米线阵列的太赫兹磁响应频率普遍低于单根纳米线,并且纳米线间距越大,这种负作用越小,纳米线阵列的太赫兹磁响应频率越大。论文最后,利用剩余磁化状态的SmCo5薄膜在1 THz附近获得显著太赫兹磁响应,并且探究了不同方向退磁(膜面内和膜面外)以及薄膜厚度变化对SmCo5薄膜的太赫兹磁响应影响。
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