微纳米磁条中畴壁与自旋波的相互作用研究

以微纳米磁条中的畴壁和自旋波作为信息载体有望获得高容量、高速度、低成本的存储器件甚至全金属型磁逻辑电路，开发新型的数据存储技术和信息处理技术，满足信息总量急剧膨胀的需要。充分认识并理解微纳米磁条中畴壁和自旋波的动力学行为是器件设计的前提和基础。本项目拟采用微磁模拟方法研究微纳米磁条中自旋波作用下的畴壁运动规律，共涉及四种含有不同类型畴壁的微纳米磁体系，通过分析不同畴壁间动力学行为的差异，揭示畴壁结构转变在畴壁与自旋波耦合中的作用，阐明两者的耦合机制与能量传递方式，发展合适的畴壁模型和自旋波模型，建立自旋波激励下的畴壁运动方程，提出提高畴壁速度的方案，发展利用钉扎畴壁实现自旋波相位调制和频率调制的方法。本课题的研究成果将为新型器件设计提供理论依据，为进一步理解畴壁与自旋波相互作用奠定基础。

以微纳米磁条中的畴壁和自旋波作为信息载体有望获得高容量、高速度、低成本的非挥发性磁存储器件和高效磁逻辑电路，发展新型的数据存储与信息处理技术，满足信息总量爆炸式增长的需要。全面理解微纳米磁条中畴壁和自旋波的动力学是器件设计的前提和基础。本项目通过微磁模拟结合平面波理论研究了微纳磁条中自旋波与畴壁的动力学，包括自旋波激发、传输与调控，畴壁的制备及其对自旋波的幅度和相位调制效应；根据发现的自旋波调制现象，设计了几种自旋波逻辑非门，并通过多个逻辑非门的组合构建了逻辑与非门。具体内容包括：.1.研究了含有空隙(势垒)的微纳磁条中自旋波的隧道效应，发现了自旋波隧穿透射率的边界畴态依赖现象和隧穿透射率随间隙宽度的非单调变化行为，阐明了导致上述行为的物理机制。.2.研究了横向磁化微纳磁条中自旋波激发与传输行为，观察到阈值频率以上自旋波边模和心模共存现象，提出了通过激发频率和天线尺寸选择分别激发心模和边模的方法，发现磁条边界周期缺陷可用于调制边模色散关系而几乎不影响心模。.3.研究了弯曲微纳磁条中自旋波的传输，发现了几何弯曲在自旋波传输过程中的次激发效应(即几何弯曲导致反对称模激发)以及激发效率随频率变化的行为，揭示了几何对称破缺与静态磁化非均匀分布在自旋波非对称激发过程中的作用，设计了Mach-Zehnder型自旋波逻辑门。.4.提出了一种复合型微纳磁波导，并通过均匀磁场操控与Py磁波导交换耦合的Co条，在Py磁波导中制备出两种微磁织构，发现了两种织构对自旋波幅度和相位的调制效应，根据微磁织构中内磁场对称性对上述效应做出了解释。.初步开展了手性磁体中斯格明子与自旋波相互作用的研究。本项目的发现对相关领域的研究具有重要的参考价值，发展的自旋波调制方法以及构建的磁逻辑器件对新型磁振子器件的设计具有启发性和指导意义。