低维磁性微纳结构中磁涡旋态和自旋波的自旋动力学

磁涡旋和自旋波的动力学研究不但是磁物理学的重要基础课题，同时与信息存储、通讯等应用发展有密切关系。如何使磁涡旋态发生原位超快翻转以及产生具有稳定相位和频率的自旋波是该领域研究中具有创新意义的课题。我们在这方面的的研究将主要沿着三个崭新的思路开展：1. 对铁磁性微（纳）米圆盘施加垂向共振磁场，以保持系统的旋转对称性，从而产生磁涡旋原位超快翻转。2. 面内旋转磁场下，单畴磁纳米圆盘可作为较理想的简谐振动自旋波源。并且，在高频旋转磁场下，可能发生单畴态向磁涡旋态的转变。3.设计出特殊截面形状的铁磁性微（纳）米圆盘，以有效调控涡核在面内磁场下的旋进。我们的研究将纳米磁光克尔效应、磁力显微镜等实验手段和三维数值模拟计算等理论手段有力结合起来，可能发现磁涡旋态原位超快翻转、单色自旋波在铁磁纳米线中的干涉和衍射、高频旋转磁场下单畴态向涡旋态的转变等新颖物理现象。

低维铁磁性纳米结构中磁涡旋态和自旋波的动力学是磁性物理基础研究的一个十分有趣的方向，同时它与信息存储、磁逻辑计算等应用领域有密切联系。我们研究了垂向交变磁场下磁涡旋态的超快动力学。发现了垂向磁场激发的径向自旋波引发磁涡核原位发生极性翻转的新物理机制。构造了圆柱形空腔以形成自旋波势垒，大幅提升了涡核的翻转速度。采用了多重环形磁场激发自旋波的新颖机制，拓展了对磁共振的理解，涡核极性翻转时间小于100皮秒。我们还探讨了直线形permalloy纳米线中自旋波势垒对自旋波的反射和投射系数，已及磁畴壁在L形纳米线中的动力学。