自旋转矩作用下的磁畴壁运动规律及其物理机制研究

本项目拟利用微加工方法制备出具有不同磁易轴取向的NiFe和TbCoFe纳米线。通过在纳米线的边缘处刻蚀出等距离的V形或凹形槽，使纳米线中形成分段的、被钉扎住的磁畴壁。通过改变纳米线的几何形状、尺寸和外加磁场方向，改变磁畴壁两边的磁化方向，形成"头对头"或"尾对尾"等不同的磁畴壁形态。系统地实验研究不同磁易轴取向纳米线中"横断"或"涡旋"磁畴壁形成机理和基本特征。研究这两种磁畴壁对自旋转矩效应的影响。实验研究纳米线中通入脉冲电流对磁畴形态、畴壁移动距离和移动速率的影响。结合理论计算，研究推动磁性纳米线中畴壁移动所需脉冲电流的密度和宽度、纳米线材料、形状及尺寸、外加磁场的大小和方向、磁易轴取向、磁畴壁形态、磁畴壁的移动速率和移动距离之间的相互关系。选择优化出能实现低临界电流密度的磁纳米线形状、材料以及脉冲电流参数。预计申请发明专利5-6项，发表SCI论文10篇以上。

建立了微磁学理论模型，系统研究了推动磁性纳米线中畴壁移动所需脉冲电流的密度和宽度、纳米线材料、形状及尺寸、外加磁场、磁易轴取向、磁畴壁形态和磁畴壁的移动之间的关系。选择优化出能实现低临界电流密度的磁纳米线形状、材料以及脉冲电流参数。利用微加工方法实验制备出NiFe纳米线，通过在纳米线的边缘处刻蚀出等距离的V形槽，利用磁场诱导出涡流磁畴壁。通过系统地改变脉冲电流的大小和纳米线的尺寸，得出临界电流密度与纳米线尺寸之间的关系，并针对其物理机制进行了研究。另外，在本项目的支持下，我们还针对半金属薄膜的垂直磁各向异性、自旋泵浦效应、反常霍尔效应以及BiFeO3基多铁性薄膜进行了探索性研究。. 项目执行期间发表带标注号的SCI论文40篇，获授权发明专利5项。在国际学术会议上做邀请报告1次、国内学术会议做邀请报告7次。培养毕业博士生4名、硕士生11名。项目负责人2011年获“教育部创新团队”支持、2013年获国家杰出青年基金。