层间耦合对双层铁磁薄膜中自旋波共振禁闭模及共振的影响
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什么是磁共振相关介绍(2)下面分别介绍几种主要的磁共振。
铁磁共振铁磁体中原子磁矩间的交换作用使这些原子磁矩在每个磁畴中自发地平行排列。
一般,在铁磁共振情况下,外加恒定磁场已使铁磁体饱和磁化,即参与铁磁共振进动运动的是彼此平行的原子磁矩(饱和磁化强度Ms)。
铁磁共振的这一特点引起的主要效应是:铁磁体的退磁场成为影响共振的一项重要因素,因此必须考虑共振样品形状的影响;铁磁体内交换作用场与磁矩平行,磁转矩为零,故对共振无影响;铁磁体内磁晶各向异性对共振有影响,可看作在磁矩附近的易磁化方向存在磁晶各向异性有效场。
在特殊情况下,例如当高频磁场不均匀时,会激发铁磁耦合磁矩系统的多种进动模式,即各原子磁矩的进动幅度和相位不相同的非一致进动模式,称为非一致(铁磁)共振。
当非一致进动的相邻原子磁矩间的交换作用可忽略,样品线度又小到使传播效应可忽略时,这样的非一致共振称为静磁型共振。
当非一致进动的相邻原子磁矩间的交换作用不能忽略(如金属薄膜中)时,这样的非一致共振称为自旋波共振;当高频磁场强度超过阈值,使共振曲线和参数与高频磁场强度有关时,称为非线性铁磁共振。
铁磁共振是研究铁磁体中动态过程和测量磁性参量的重要方法,也是微波磁器件(如铁氧体的隔离器、环行器和相移器)的物理基础。
亚铁磁共振亚铁磁体是包含有两个或更多个不等效的磁亚点阵的磁有序材料,亚铁磁共振是亚铁磁体在居里点以下的磁共振。
在宏观磁性上,通常亚铁磁体与铁磁体有许多相似的地方,亚铁磁共振与铁磁共振也有许多相似的地方。
因此,习惯上常把一般亚铁磁共振也称为铁磁共振。
但在微观结构上,含有多个磁亚点阵的亚铁磁体与只有一个磁点阵的铁磁体有显著的差别。
这差别会反映到亚铁磁共振的一些特点上。
这些特点是由多个交换作用强耦合的磁亚点阵中磁矩的复杂进动运动产生的,主要表现在:有两种类型的磁共振,即共振不受交换作用影响的铁磁型共振和共振主要由交换作用决定的交换型共振,在两个磁亚点阵的磁矩互相抵消或动量矩相互抵消的抵消点附近,共振参量(如g 因子共振线宽等)出现反常的变化,在磁矩和动量矩两抵消点之间,法拉第旋转反向。
反铁磁耦合双层膜纳米结构的自旋波本征特性
郭晓;张光富
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2016(000)009
【摘要】采用微磁学模拟方法研究了反铁磁耦合双层膜纳米结构的自旋波本征特性,获得了局域化和量子化自旋波模式频率以及空间分布特点。
反铁磁耦合双层膜纳米结构的自旋波存在光学和声学模式两支,光学模式自旋波具有相对低的频率。
光学模式自旋波频率随着层间反铁磁耦合强度的增大而线性减小,声学模式自旋波模式频率不受层间耦合强度的影响。
【总页数】2页(P65-66)
【作者】郭晓;张光富
【作者单位】湖南师范大学附属中学,湖南长沙 410006;湖南城市学院通信与电子工程学院,湖南益阳 413000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.椭圆纳米薄膜的自旋波本征特性研究
2.反铁磁耦合双层膜结构体系的磁滞回线相图研究
3.磁晶各向异性对反铁磁耦合纳米体系磁特性的影响
4.反铁磁耦合软磁/硬磁双层膜体系的交换弹性反磁化特性
5.反铁磁耦合纳米体系磁特性的微磁学研究
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强关联材料中的自旋轨道耦合自旋轨道耦合是固体材料中的一个重要概念,特别是在强关联材料中。
它描述了自旋和电子轨道角动量之间的相互作用,对于解释许多固体材料的奇特性质具有重要意义。
本文将探讨强关联材料中的自旋轨道耦合。
1. 自旋和轨道角动量在固体材料中,电子既有自旋,也有轨道角动量。
自旋是电子的内禀属性,可用自旋量子数(up或down)来描述。
轨道角动量则是电子在其静电场中的运动而产生的。
自旋和轨道角动量都是电子的关键属性,而自旋轨道耦合描述的正是它们之间的相互作用。
2. 自旋轨道耦合的起因自旋轨道耦合的起因是电子在原子核产生多极静电场时的运动。
这个多极静电场会将电子的轨道角动量引向同一方向,从而与自旋产生耦合。
不同轨道角动量和自旋角动量之间的耦合强度取决于具体的材料和电子结构。
3. 自旋轨道耦合的效应自旋轨道耦合对固体材料的性质产生了广泛的影响。
它可以导致磁结构的变化、交叉耦合效应的出现,以及一系列在强关联材料中观察到的量子现象。
其中一个著名的例子是自旋轨道耦合导致的拓扑绝缘体的出现。
4. 在强关联材料中,自旋轨道耦合通常更加明显和重要。
这是因为强关联材料的电子结构具有更强的相互作用,导致了更复杂的自旋和轨道耦合效应。
这些耦合效应可以改变材料的电子输运性质、磁性质以及其他许多性质。
5. 自旋轨道耦合的研究方法研究自旋轨道耦合的方法主要包括实验观测和理论计算。
实验观测可以使用各种表征材料性质的技术,如X射线衍射、核磁共振等。
理论计算方面,量子化学计算和密度泛函理论是常用的方法之一,可以预测和解释材料中的自旋轨道耦合效应。
结论自旋轨道耦合在强关联材料中具有重要的作用,它是解释和理解固体材料中奇特性质的关键之一。
随着对自旋轨道耦合的深入研究,我们将不断发现更多新材料和现象,有望在能量转换、信息存储和量子计算等领域带来重大突破。
东南大学硕士学位论文多晶及单晶(超)薄膜铁磁共振线宽研究姓名:***申请学位级别:硕士专业:凝聚态物理指导教师:***20050325第二章基本实验方法及测量娘理蒸发出来)加热使原料蒸发或升华,把被沉积的原料转变为气态,气相原子或分子穿过真空空间,到达位于加热源上方的衬底表面,在衬底表面上原子或分子重新排列或他们之间的键合发生变化,凝结成膜。
如果衬底是“冷”的,衬底表面俘获的原子或分子没有足够的能量在衬底上移动形成有序结构,很有可能形成非晶薄膜。
升高衬底温度,可以促进薄膜的结晶。
在101Pa超高真空下以每秒0.1~1rim的慢沉积率蒸发镀膜称为分子柬外延技术(MolecularBeamEpitaxy,简称MBE),因为这时薄膜可以在适当的单晶基片上外延生长(薄膜的晶体结构和基片晶体结构保持严格的位向关系)。
所以分子束外延技术能够在单晶衬底上制备厚度仅为原子层量级的高纯完整单晶薄膜。
一般分子柬外延设备中有二至三个电子束蒸发源,可以分别控制蒸发率以获得成分均匀的合金膜;还可以周期性地改变膜的成分制各超晶格材料。
分子柬外延设各同时还配备有俄歇电子能谱仪、反射高能电子衍射仪等表面分析装置,以便随时观察表面成分和表面晶格结构。
外延磁性单晶薄膜的分子柬外延设备还会配各磁光Kerr回线测量装置以监测磁性的变化。
2.1.3溅射法制备多晶薄膜及多层膜众所周知,溅射现象源于阴极表面的气体辉光放电,溅射料呈板材作为阴极,基片置于阳极附近,高真空状态下放入工作气体(一般为氩气),在处于l--0.1Pa的低工作气压中,在两极上施加0.1.一lOkV的电压,使工作气体原予电离成等离子体,从而产生具有高离子浓度图2,2溅射原理图的辉光放电区,等离子体中的正离子在电场作用下轰击阴极的靶材。
与靶表亟原子和原子团交换能量,使之飞溅出来,沉积到基片表面形成薄膜,故称此镀膜方法为溅射法[3]。
溅射几乎可以用来沉积任何固体材料的薄膜,所得膜层致密、纯度高、与基片附着牢固。
《双层铁磁系统中交换耦合式自旋动力学研究》篇一一、引言近年来,双层铁磁系统因其独特的物理特性和潜在的应用价值,吸引了众多科研工作者的关注。
特别是在这种系统中的交换耦合式自旋动力学研究,更成为磁学和自旋电子学领域的热点研究课题。
双层铁磁系统涉及两层或多层铁磁材料间的相互作用,包括直接或间接的磁交换耦合以及电子的自旋动力行为等。
这种系统因其能够操控和调制自旋的微观状态而具有重要的科研和实际意义。
二、自旋动力学的理论基础在理解双层铁磁系统中交换耦合式自旋动力学之前,我们首先需要掌握自旋动力学的理论基础。
自旋动力学是研究电子自旋在外磁场中的运动和相互作用的科学。
自旋作为电子的基本属性,它能够通过在微观层面上与外界环境(如其他自旋或磁性材料)的相互作用而展现各种复杂的现象。
特别是,当电子自旋被操控和交互时,会在微观层面引发磁畴结构的变化和复杂的动力学过程。
三、双层铁磁系统的交换耦合机制在双层铁磁系统中,磁学性质的呈现源于材料间发生的各种磁相互作用,尤其是交换耦合效应。
这种交换耦合是由两种铁磁材料间的电子自旋相互作用引起的,其本质是电子的交换相互作用。
这种相互作用可以导致两层铁磁材料间的磁化方向趋于一致或反平行排列,从而影响系统的总能量状态和宏观性质。
同时,材料之间的相对间距、结晶度和结构缺陷等都会影响这种交换耦合强度。
四、双层铁磁系统中自旋的动力学过程在双层铁磁系统中,自旋的动力学过程是通过自旋进动、反转以及其它相关的微观机制来体现的。
由于存在不同的外磁场和内场(如退磁场、晶界磁场等),使得系统中的电子自旋在外加驱动下会发生持续的运动变化,导致不同的宏观行为(如巨磁阻效应等)。
另外,不同的自旋排列(如不同位向的自旋波)也可能在系统中传播并相互影响,形成复杂的自旋结构。
五、研究方法与实验结果为了研究双层铁磁系统中交换耦合式自旋动力学,科研人员采用了多种实验方法和技术手段。
例如,利用扫描隧道显微镜(STM)观察微观的磁畴结构变化;利用极化中子散射技术来研究自旋波的传播和相互作用;以及利用超导量子干涉仪(SQUID)来测量系统的宏观磁性能等。
Material Sciences 材料科学, 2014, 4, 175-190Published Online September 2014 in Hans. /journal/ms/10.12677/ms.2014.45026Recent Progress in Spin Seebeck EffectJiansen Zheng, Jincheng Zheng*Department of Physics, School of Physics and Mechanical & Electrical Engineering, Xiamen University, Xiamen Email: *jczheng@Received: Jul. 14th, 2014; revised: Aug. 12th, 2014; accepted: Aug. 20th, 2014Copyright © 2014 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractSpin Seebeck effect, as an emerging field of spintronics, refers to the phenomenon that under spe-cific conditions, on the contact interface between a non-magnetic metal material with strong spin- orbit coupling and a ferromagnetic insulator or other candidates, there will occur a temperature gradient induced spin injection crossing the boundary. The effect implements the conversion from heat to the spin current, and also this spin current can be transformed into the charge voltage with the help of the inverse spin Hall effect in a non-magnetic metal. We will firstly survey the recent experimental progress in this area, and then review the latest theoretical progress in spin Seebeck effect mechanism. In the final, we will discuss the possibility of its device applications, and give a perspective for the relevant theoretical and experimental research, pointing out that the applica-tion in future thermoelectric conversion remains challenging and some viable solutions are pro-posed.KeywordsSpin Seebeck Effect, Ferromagnetic Insulator, Magnon, Spin Pumping, Inverse Spin Hall Effect自旋Seebeck效应研究进展郑建森,郑金成*厦门大学物理与机电工程学院物理系,厦门Email: *jczheng@收稿日期:2014年7月14日;修回日期:2014年8月12日;录用日期:2014年8月20日*通讯作者。