点接触系统中自旋极化电流作用下磁涡旋的动力学行为研究

自旋极化电流流过磁性薄膜时通过自旋转化扭矩对磁矩产生作用，该扭矩作用于磁涡旋时将激发其振荡和反转，对磁涡旋振荡频率特点的研究以及对反转行为的控制不仅是磁涡旋应用于磁存储和微波技术的基础，也是对磁学理论的发展。本项目的研究将围绕自旋极化电流作用下磁涡旋的振荡和反转行为展开，选取的研究对象是点接触系统。具体的研究内容包括：点接触模型的建立，磁涡旋的振荡，磁涡旋极性及手征性的反转。在本项目的研究中，我们一方面通过理论推导求解Laudau-Lifshitz-Gilbert方程得到磁涡旋核的运动行为，另一方面利用微磁学模拟方法对自旋极化电流作用下磁涡旋构型的演化过程进行分析，以期揭示磁涡旋在自旋转化扭矩作用下的运动规律和反转机制。

本课题研究对象为自旋极化电流作用下磁涡旋的动力学行为。研究中采用微磁学模拟及解析计算方法对具有边界限制的点接触结构中磁涡旋的旋转频率、极性反转及手征性反转等行为进行了研究，给出了不同电流组合下磁涡旋展现出的不同的动力学响应，电流分布对不同动力学行为之间临界电流的影响，多个点接触情况下磁涡旋丰富的构型变化。探索了磁涡旋旋转频率的变化规律、稳态旋转形成的条件、稳态旋转频率极稳态轨道半径的变化规律，并研究了不同条件下磁涡旋极性、手征性的反转机制。另外，选取了铁磁/反铁磁的双层和三层膜体系以及核壳结构研究了交换偏置场的变化规律，为研究交换偏置效应对磁涡旋在自旋转移扭矩驱动下的动力学行为提供了模型选择的依据。. 以上研究内容的完成，使得具有边界限制的点接触结构中磁涡旋的动力学行为得到较完备的描述，不仅丰富了自旋转移扭矩对磁涡旋的作用理论，也为磁涡旋在信息存储、振荡器等方面的应用提供了理论信息。同时，在该基金的支持下，对该方向的研究已经逐渐展开，为以后的进一步研究奠定了很好的基础。