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高密度的存储和快速的读写技术是磁信息记录领域中人们一直关注与研究的课题,随着人们对数据存储密度和数据读取速度的要求的提高,赛道存储器(Racetrack Memory)技术成为磁信息记录领域中的研究热点。赛道存储器中的赛道实际上是诸多磁纳米线,信息记录的数据编码通过磁纳米线上的磁畴来承载,磁畴壁的运动可以通过自旋极化电流来驱动,进而实现其信息的读和写,不必象传统硬盘驱动器那样需要磁盘转动,从而易于器件微型化。然而,在磁纳米线上利用自旋极化电流驱动磁畴壁运动技术尚处在实验阶段,要成为大规模应用还需要大量实证研究。不同微观磁结构系统的磁化性质以及磁纳米带中各种纳米磁畴结构的动力学调控的研究,对磁信息的读写和稳定性起着至关重要的作用,亦是研究自旋极化电流稳定驱动磁畴壁运动的前提。本文采用采用了蒙特卡洛(Monte-Carlo)模拟方法和新改进的自旋动力学模拟方法,对磁纳米结构中的磁化性质和电流驱动进行了研究。其具体内容如下:1.采用Monte-Carlo的模拟方法模拟研究了小尺寸磁性膜系统磁化过程,并比较了磁性膜磁晶各向异性、界面交换耦合等对其系统磁化翻转机制的影响。结果表明:磁晶各向异性的减小有利于磁畴的增长,但不利于磁矩的一致转动;铁磁膜、反铁磁膜界面交换耦合均有利于磁畴增长,但反铁磁膜的耦合作用效果更明显。同时本文还直观地考察了小尺寸系统磁化过程中的微观磁畴结构的演化过程。2.采用Monte-Carlo的方法对相同尺寸,相同晶格结构,但边界形状不同的单层铁磁薄膜的磁学特性及磁畴结构进行了模拟,结果表明:随着边界的改变,系统的矫顽场、磁矩以及磁畴结构均发生了规律性的变化,且边界偶极作用有助于矫顽场的增强,但却不易于磁化饱和。对于矫顽场不太大,但饱和磁化强度比较强的颗粒其性能比较好。为此,人们可以通过磁性薄膜边界的裁剪实现对其磁化性质的调控。3.采用改进的自旋动力学模拟方法,即加入自旋传输力矩后的Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG)方程研究电流驱动畴壁运动情况,着重讨论研究了相邻两条纳米带系统中,电流密度,纳米带间间距以及垂直各向异性等因素对耦合畴壁运动情况的影响。结果表明:对一条纳米带加电流,相邻纳米带间的相互作用可以带动另一条纳米带中畴壁一起运动;并且,当两纳米带加相反电流时,耦合畴壁有类似弹簧振动行为;畴壁间的耦合作用与纳米带间间距以及垂直各向异性有重要的依赖关系。同时,本文还给出了耦合畴壁静止不动、弹簧行为以及无振动运动的相图。