磁性薄膜中自旋涨落的实验研究

Spin fluctuation phenomenon contains rich physical meaning, spin noise spectrum is a powerful experimental technique to study the spin fluctuations. We will make use of our research experience in spin noise spectrum, magnetization switching and domain structure to build a spin noise spectrum measurement system suitable for magnetic thin films research, and use it to study the spin fluctuation phenomenon of magnetic film during the magnetization switching process and in magnetic domain structure, and the relationship with external conditions such as the magnetic fields, the temperature and the size of sample, etc., thus to test the physical mechanism of magnetic material in the magnetization switching theory, in order to further improve the understanding of the magnetic manipulation mechanism, and to deepen the awareness of magnetic domain structure and the relationship between magnetic structure, magnetic domain structure and magnetic performance, in order to provide new information to improve the performance of magnetic material.

自旋涨落现象包含丰富的物理意义，自旋噪音谱是研究自旋涨落的有力实验技术。我们将充分发挥在自旋噪音谱、磁化翻转和磁畴结构方面的研究经验，计划搭建和完善适合磁性薄膜研究的自旋噪音谱测量系统，并利用它来研究磁性薄膜在磁矩翻转过程中以及磁畴结构的自旋涨落现象，以及它们对外界条件如磁场的大小、温度、样品尺寸等的依赖关系，以此来检验关于磁性材料中磁化翻转的物理机制的理论，以便进一步提高对磁矩调控机制的认识，同时加深对磁畴结构以及磁结构、磁畴结构和磁性能三者之间的关系的理解，为进一步提高磁性材料的性能提供新的信息。

自旋涨落现象包含丰富的物理意义，自旋噪音谱是研究自旋涨落的有力实验技术。在本项目中我们建立和完善了自旋噪音谱测量系统，并利用这一系统研究了钴铁硼磁性薄膜在磁矩翻转过程中以及磁畴结构的自旋涨落现象，通过对钴铁硼磁性薄膜在磁矩翻转过程中的自旋噪音谱的研究，发现在其磁化翻转临界点附近，自旋涨落并未出现明显的增加或者减小。随后我们改进了自旋噪音谱，提高了系统的性噪比，依然未观察到磁化翻转临界点附近自旋噪音的明显变化。上述结果表明，在磁矩翻转的临界点，自旋涨落与其他位置相比不会出现明显的变化，这个结果有助于磁性材料相关性能的理解以及相关磁器件的设计。在项目进行过程中，我们还将自旋噪音谱实验系统拓展到了铷原子气体以及半导体砷化镓材料体系，采用能量低于吸收边的激光作为光源，对研究对象进行微扰测量，从自旋涨落中得到了它们的本征自旋弛豫时间、电子g因子等重要信息。