自旋极化电流导致的力学效应及纳米机械研究

本项目旨在理论研究自旋极化电流在纳米磁结构中导致的机械转动效应，以及基于此效应的纳米机械或纳米马达装置的理论设计。过去5年，自旋转移矩（Spin transfer toruqe）效应因为能够通过电流翻转磁畴而在存储等领域具有广泛前景。最近，理论和实验发现，传导电子作为自旋泵浦源头，不仅可以将自旋转移给局域磁畴，而且可以传递给晶格而导致机械角动量的变化，亦即电子自旋与机械转动的耦合。这基于角动量守恒的基本原理。本项目在前期研究基础上，通过构建动力学方程组和边界条件，探索在纳米柱自旋阀体系中极化电流导致的机械应力以及可能产生的应力破坏；研究准一维体系中极化电流导致机械转动的静力学和动力学；并以此来设计基于该效应的纳米机械转子装置。对于自旋-晶格角动量的耦合关系的研究，具有重要的基础意义；同时，对于自旋-机械效应的力学行为研究有助于纳米自旋器件的研发和应用。