当前位置：文档之家 › 低温下XXZ反铁磁自旋链的自旋波谱

低温下XXZ反铁磁自旋链的自旋波谱

  • 格式：pdf
  • 大小：263.39 KB
  • 文档页数：5

第２５卷第３期　２０１１．０９　沈阳化工大学学报　

ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＨＥＮＹＡＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｖｏ１．２５　Ｎｏ．３　

Ｓｅｐ．２０１１　

文章编号：２０９５—２１９８（２０１１）０３—０２７８—０５　

低温下ＸＸＺ反铁磁自旋链的自旋波谱　成泰民，葛崇员，李青云　（沈阳化工大学数理系，辽宁沈阳１１０１４２）　

摘要：　利用不变本征算符法及Ｄｙｓｏｎ－Ｍａｌｅｅｖ（Ｄ—Ｍ）变换、点阵傅立叶变换、统计平均线性化近　似等理论，研究ＸＸＺ反铁磁自旋链的自旋波谱变化规律，并推导出有限温度下ＸＸＺ反铁磁自旋链　的自旋波能谱．在低温（ｋ　Ｔ／Ｊｚ＜０．４６）下，随着温度的升高磁振子软化逐渐加强；但是约化温度在　０．４６＜ｋ　７＂／Ｊｚ＜０．６２１　３区域，随着温度的升高磁振子软化逐渐减弱．当ｋ　Ｔ／Ｊｚ＞０．６２１　３时，非简　谐近似下的反铁磁自旋链的自旋波能量，在第一布里渊区不出现软化现象，只有硬化现象，并且磁　振子硬化与约化交换积分卵＝几／　无关．这表明ＸＸＺ反铁磁自旋链的自旋波谱与温度密切相关，　并有２个转变温度ｋＢ　‘，　＝０．４６和ｋＢＴ／Ｊｚ＝０．６２１　３．　关键词：　自旋动力学；不变本征算符法；ＸＸＺ反铁磁自旋链；　自旋波谱　中图分类号：０４８２．５　文献标识码：Ａ　

最近ＸＸＺ反铁磁自旋链的研究取得了新进　展¨　Ｊ．特别是对于量子信息的传输及自旋量子　态的研究领域取得了进展　ｌ　Ｉ２　Ｊ．对此体系的解析　解，一般利用量子统计理论进行研究．但是对于　低温下的近似解，通常对此种理论模型采用双时　格林函数方法及“切断近似法”处理体系的元激　发能谱　Ｊ．而后利用其关联函数的谱强度表示　热力学格林函数，用热力学格林函数及体系的宏　观物理量的关系分析其体系的宏观物性．此问题　的关键是元激发能谱的求解，但是此方法较繁　琐．范洪义创立的不变本征函数法　－９　处理只包　含算符的二次项的Ｈａｍｉｌｔｏｎｉａｎ非常便捷＿ｌ　．对　此我们在非简谐近似下，系统地研究低温下　ＸＸＺ反铁磁自旋链的自旋波谱，并讨论简谐近　似与非简谐近似下的自旋波谱的变化规律．这对　进一步研究该体系的宏观物理性质具有关键意　义．这是因为体系的元激发能量与体系的内能、　磁化强度、磁化率等宏观物理量密切相关．在此　文中我们对微扰相关的非线性Ｈａｍｉｌｔｏｎｉａｎ进行　以简谐近似下自旋波谱的统计平均线性化近似．　

１　ＸＸＺ反铁磁自旋链的Ｈａｍｉｌｔｏｎｉａｎ及　自旋波谱　

ＸＸＺ反铁磁自旋链由自旋朝上的次晶格与　自旋朝下的次晶格嵌套构成．设自旋朝上的次晶　格与自旋朝下的次晶格各含有Ｎ／２个磁性原子　（或离子）．那么根据双次晶格模型把ＸＸＺ反铁　磁自旋链的Ｈａｍｉｌｔｏｎｉａｎ表示如下　］：　

ｆ／＝　∑（　Ｉ＋　ｔ吼　）＋　

∑　ｌ＋　．，　∑（　。　ｆ＋　ｔ）＋　∑　（１）　

利用　ｔ　ｘ。　ｌ＋　ｆ　Ｊ：　丢ｃ　＋　）　＋　艄　：　（２）　＋ｓ　ｌ§　

收稿日期：２０１０—１ｌ一１９　基金项目：　国家自然科学基金（１０６４７１３８）；辽宁省教育厅科学研究项目资助（２００６０６６７）　作者简介：成泰民（１９７０一），朝鲜族，男，辽宁沈阳人，博士，副教授，主要从事磁性物理的研究　第３期　成泰民，等：低温下ＸＸＺ反铁磁自旋链的自旋波谱　２７９　对　ｔ、　ｔ、　ｔ及￡ｌ、　Ｉ、　进行Ｄｙｓｏｎ—Ｍａｌｅｅｖ　（Ｄ．Ｍ）变换　“　：　ｒ　＝（２Ｓ）　（１一以　／（２Ｓ））ａ　｛　『ｆ　＝（２　）　

ｔ＝Ｓ一口　口ｆ　ｒ　＝（２　）　｛筋＝（２　）　（１一　／（２　））　（３）　、　＝ｂ　ｊ—Ｓ　

对ａ　及ｂ　进行点阵傅立叶变换，　以　＝（Ｎ／２）　∑ｅｉｋ＇Ｒｉ　

ｂｊ＝（Ｎ／ｚ）　∑ｅ－ｉｋ＇ＲＪｂｔ，　＝（Ｎ／２）　∑ｅ“　ｍ．　再把（２）式和（３）式代人到（１）式，去掉算　符的６次幂项可得：　＝　＋　（４）　其中　＝一ＪｚＮＺＳ　＋２ＳＺ∑｛几　（口　ｂ　＋　

ａｋｂｋ）＋．，ｚ（口　口　＋　）｝　（５）　ｕｒｂ　ｎ。　＝一（Ｎ／２）～Ｚ・　∑｛（Ｊ－／２）ｙ　（口　６　ｂⅢ，　＋　。　，　口　＋ｋ＇－ｋａ　ａ　ｂ　＋ｂｋｎ　以　ａ　＋　—　＋　

＋ｋ，－ｋｂ　ｂ　ａ　）＋　（口　口　＋　—　＋　ｂ；ｂ　口　口　＋　—　）｝．　（６）　因为低温下（　ｎ　）　、（ｂ；ｂ　）　很小，对微扰　相关的非线性哈密顿量疗咖岫　。　进行以简谐近　似下自旋波谱的统计平均线性化近似　］：　ａｋ　ｂ　＋　一　；；ａ　（８ｋ，，ｌｇ，ｂ　＋　

６ｋ＇，ｋ＋ｋ＇－ｒ

ｂ　）（ｂｋ￣ｂ　）ｒ　

口　＋　一　

ａ　ａ　ｂ　≈（　＋　一ｔ

．　口　＋　

＋　一　．　ａ　）ｂ　（口　＋ｋ＂－ｋａ　＋　一　＞　ｂｋ以　口　ａ　＋　一　≈ｂ　（６ｋ，，ｅ，ａ　＋　

七，七＋　一　口　）（日　）　（７）　６　一　ｂ　ｂ　ａ　≈（６ｋ＇＋ｋ＂－ｋ，ｋ＂ｂ　＋　６　＋　—　．　ｂ　）ａ　（６　＋ｋ＂－ｋｂｔ，＋　—　）ｒ　

ａ；ａ　易　易　＋　一　６　，．　（ａ；ａ　）ｒｂｅ＋，ｂ　＋　６　．　，一ｔ

（　）ｒ口　４－口ｔ　

ｂｋｂ　ａ　日　＋　一　一６　，

．　＜ｂ；ｂ　）ｒ以　以　＋　

．　＋　—ｔ（口　日　）ｒ　易女　

其中（口　）ｒ＝（易　易ｔ）ｒ＝　是玻色一　爱因斯坦统计．　￣，Ｊｍ　ｚ　（…）　赢　（…）（其中　是　晶体点阵的维数，　晶体的体积），对于ＸＸＺ反　铁磁自旋链而言　＝Ｌ，从而可得：　

ａ　）　（　）　

一Ｌ　Ｉ一

＂ｒｒ／２ａ　

＝ＬＡ（Ｔ）２Ｃ　ｅｒ，，ｏｏｅ＂（ｋ　１　（８）　

一　２ｎ　Ｂｎ一…　＼　，　

把（７）式、（８）式代入到（６）式，经整理可得：　ｐｅ　ｒｂ。【ｉｏ　＝一２Ｚ∑｛２　，　Ｌ△（　）・　

（Ｎ／２）～ｙｋａｔｂ　＋ＪｚＬＡ（Ｔ）・　（Ｎ／２）　（口　４－口　＋ｂ；ｂ女）｝　（９）　在（９）式中Ｌ＝Ｎａ，　＝Ｚ　∑ｅ　（其中ｚ是配　

位数，　表示最近邻格矢）．　通过（５）式可得ａ　、口　、ｂ¨　与鼠的对易关系如下：　［ｒｉｏ，ａ　］＝一２ＪｚＳＺａ　一２Ｊ￣ＳＺｙ　

［　，　］＝２　＋２几　易ｔ（１０）　［　，ｂ　］＝一２Ｊ￣ＳＺｙ　一２ＪｚＳＺｂ　［　，　］＝２Ｊ￣ＳＺｙｔａ女＋２ＪｚＳＺｂ；　在（１Ｏ）式中利用了玻色算符的对易律　［ａｔ，口　］＝６女．　，；［ｂ　，　］＝　．　，；　

［ａ　，ａ　，］＝［口　，口　］＝［ｂ　，ｂ　，］＝　

［　，易　］＝０　（１１）　根据（１Ｏ）式，利用不变本征函数法　叫计算可　得简谐近似下的体系的自旋波谱：　，ｚ　＝２ＺＳ￣／　一丘’，　（１２）　通过（４）式、（９）式、（１１）式可得ａ　口　ｂ　６　与考虑微扰相关的非线性　Ⅲｂ　。　的体系的　对易关系：　’　［ｆＩ，ａ　］＝一２　ｚ［Ｓ一（Ｎ／２）　ＬＡ（Ｔ）］ａ　一　２Ｊ－ＳＺＴ女　ｔ４－　［疗，口　］＝２　ｚ［Ｓ一（Ｎ／２）　ＬＡ（Ｔ）］口　＋　２几［．　一２（Ｎ／２）　Ｌ△（　）］　女ｂ　［疗，ｂ　］＝一２Ｊ￣ＳＺＴ　一２ＬＺ［Ｓ一　（Ｎ／２）　￡△（　）］ｂ　［疗，６　］＝２Ｉ，．　［ＳＺ一２（Ｎ／２）　ＬＡ（Ｔ）］ｙ　口　＋　２Ｉ，ｚｚ［Ｓ一（Ｎ／２）　Ｌ△（　）］易　（１３）　２８０　沈　阳　化　工　大　学　学　报　２０１１链　根据（１３）式，利用不变本征函数法　。。计算可　得非简谐近似下的体系的自旋波谱：　ｈｖ　＝２ＺＳ｛　１一（Ｎ／２）　Ｌ△（Ｔ）／Ｓ］　一　丘［１—２（Ｎ／２）　ＬＡ（Ｔ）／Ｓ］　（１４）　对于ＸＸＺ反铁磁自旋链长度为Ｌ＝Ｎａ，　＝　ｚ　∑ｅ　一＝ｃｏｓ（２ａｋ）（其中Ｚ＝２），所以根据　（１２）式、（１４）式可得：　ｈｖｏ　＝４ＳＪｚ，／１一叼　ｃｏｓ　（２ａｋ）　（１５）　ｈｖ　＝４Ｓ　｛［１—２ａＡ（Ｔ）／Ｓ］　一　［１—４ａＡ（Ｔ）／Ｓ］ｃｏｓ　（２ａｋ）｝　（１６）　其中叼＝几／　．根据（８）式、（１５）式、（１６）式进　行约化数值计算可得反铁磁自旋链的自旋波谱　（磁振子谱）特性，如图１所示．　

一２　寸　

《　０　

＿一　（ｈｖ：－　ｈｖ　）／拓（４Ｓ　３￣　／／　．——　０＾　）　．　

、＼／　ｏ．６２１　３　ｋＢＴ／Ｊ：ｏ．４６００　０．Ｏ　０．３　Ｏ．６　０．９　ｋＢＴ／Ｊ，　

图１在２ｋａ＝Ｉｒ／２处，ＸＸＺ反铁磁自旋链的自旋波　约化能量差（ｈｖ　一ｈｖ。　）／（４ＳＪｚ）随约化温度　的变化　Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｉｎ　ｗａｖｅ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｅｎｅｒｇｙ’Ｓ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ＸＸＺ　ａｎｔｉ—ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｐｉｎ　ｃｈａｉｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｋＢｒ／Ｌ　ａｔ　２ｋａ＝　２　图１说明，约化温度　Ｉ，　＞０．６２１　３时，非　简谐近似下的反铁磁自旋链的自旋波能量在第　

一布里渊区不出现软化现象，只有硬化现象，这　与约化交换积分ｒ／＝　／‘，。无关．当ｋ　Ｔ／Ｊ　＜　０．６２１　３时，反铁磁自旋链在低温下由磁振子一磁　振子耦合作用才能够引起磁振子（自旋波量子）　软化现象．并且在约化温度　丁／Ｊ　＝０．４６附近　磁振子软化最明显．当ｋ　Ｉ，　＜０．４６时，随着温　度的升高磁振子软化逐渐加强，但是约化温度在　０．４６＜ｋＢＴ／Ｊｚ＜０．６２１　３区域，随着温度的升高　磁振子软化逐渐减弱．　图２为约化交换积分叼＝０．４时，在不同的　约化温度（ｋＢＴ／Ｊ　）下ＸＸＺ反铁磁自旋链的自旋　

波约化能量ｈｖ　／（４ＳＪ￣）在第一布里渊区的变化．　∞　＿　≈锄　＿　曲　目　

１．０　—０．５　Ｏ　０　０　５　ｌ　０　２ａｋ／７ｃ　＋ｋＢＴ／Ｊ￣＝Ｏ．０十ｋＢ　＝０．４　一　＝０．２－ｏ＿　＝０．６　ｋＢＴ／Ｊ，＝Ｏ．３　＝０．７　

图２约化交换积分叼＝０．４时，在不同的约化温度　（ｋＢＴ／Ｊｚ）下ＸＸＺ反铁磁自旋链的自旋波约　化能量ｈｖ　／（４ＳＪｚ）在第一布里渊区的变化　Ｆｉｇ．２　Ｗｈｅｎ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｉｎｔｅｇｒａｌ　：０．４　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｉｎ　ｗａｖｅｓ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｅｎｅｒｇｙ　ｏｆ　ＸＸＺ　ａｎｔｉ—　ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｐｉｎ　ｃｈａｉｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ　ｚｏｎｅ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（ｋＢ　Ｔ／Ｊ　）　

图２再一次说明图１分析的正确性．把约化　交换积分固定为叼＝几／＇，　＝０．４，在不同的约化　温度下反铁磁自旋链的磁振子谱的变化规律表　明，确实在ｋ　Ｔ／Ｊｚ＜０．４６时，随着温度的升高磁　振子软化逐渐加强．但是约化温度在０．４６＜　＜０．６２１　３区域，随着温度的升高，在２ｋａ　＝，ｔｒ／２点磁振子软化逐渐减弱，而且在布里渊区　的２ｋａ＝０、２ｋａ＝±盯附近出现磁振子硬化现象．　当ｋ　Ｔ／Ｊｚ＞０．６２１　３时在整个布里渊区只有磁振　子硬化现象．　图３、图４说明，在第一布里渊区，当约化温　度卵＝几／Ｊｚ＝０．４时，反铁磁自旋链的磁振子谱　随不同的约化交换积分常数叼＝几／　的变化规　律．从而可知当约化交换积分叼＝几／Ｉ，　越小，体　系的磁振子谱整体软化越明显．　

合集下载

反铁磁和三线态

反铁磁和三线态

反铁磁和三线态引言：在物理学中，磁性是一个非常有趣且复杂的现象，它涉及到物质内部微观结构的排列和相互作用。

磁性材料可以分为多种类型，其中反铁磁和三线态是两个重要的概念。

本文将介绍反铁磁和三线态的基本原理、特性和应用。

一、反铁磁反铁磁是一种磁性材料，在外磁场作用下，其磁矩方向与外磁场方向相反。

与铁磁材料相比，反铁磁材料的磁矩相互作用较弱，因此不会表现出明显的自发磁化现象。

1. 基本原理反铁磁材料中的磁性原子排列方式是关键因素。

在反铁磁材料中，邻近的磁性原子的磁矩方向相反，这种排列方式导致了总磁矩的抵消。

当外磁场作用于反铁磁材料时，磁矩会发生重排，使得整个材料的磁性表现出反铁磁性。

2. 特性反铁磁材料具有一些独特的特性。

首先，反铁磁材料在无外磁场时不具备磁性，而在外磁场作用下才会显示出反铁磁性。

其次，反铁磁材料的磁化强度相对较弱，且温度较高时容易失去反铁磁性。

此外，反铁磁材料的磁矩方向与外磁场方向相反，这种特性使得其在一些特定的应用中具有一定的优势。

3. 应用反铁磁材料在科学研究和工业应用中有广泛的用途。

在科学研究方面，反铁磁材料常用于研究磁性材料的结构和性质，以及磁性相变的机制。

在工业应用方面，反铁磁材料可用于制造磁存储器件、传感器和磁随机存取存储器等。

二、三线态三线态是指某些元素或化合物在特定条件下具有的一种特殊的磁性状态。

在三线态中，磁矩方向不确定，呈现出三个可能的取向。

1. 基本原理三线态的出现是由于某些原子或离子的电子排布方式导致的。

在三线态中，电子的自旋和轨道角动量不完全耦合，导致磁矩方向的不确定性。

这种不确定性使得三线态具有一些特殊的性质。

2. 特性三线态具有一些独特的特性。

首先，三线态的磁矩方向不确定，可以同时存在于三个方向上。

其次，三线态在外磁场作用下不会立即转变为其他磁性状态，而是会在一定条件下保持原有的磁性。

此外，三线态材料的磁性特性通常与其化学成分和晶体结构密切相关。

3. 应用三线态材料在材料科学和磁学研究中具有重要的应用价值。

CoFeB_Ta_CoFeB中的自旋轨道转矩效应

CoFeB_Ta_CoFeB中的自旋轨道转矩效应

摘要实现高速，高密度，低功耗的非易失性磁存储是自旋电子学的重点研究方向。

近年来，利用自旋轨道转矩翻转具有垂直易磁化的磁性超薄膜实现信息写入的研究引起了广泛的关注。

目前利用自旋轨道转矩翻转单层铁磁薄膜，由于铁磁材料固有的杂散场，并且翻转需要的临界电流密度在106A/cm2及以上，不利于实现高密度低功耗存储。

人工反铁磁兼具铁磁材料易操控以及反铁磁材料零的杂散场，高的热稳定性，快的磁化动力学等特点，用其替代铁磁材料，有望推动高速，高密度，低功耗磁存储的发展。

本文基于CoFeB/Ta/CoFeB垂直易磁化体系，研究了自旋轨道转矩翻转人工反铁磁，并研究了Ta的厚度变化对于体系翻转所需要的临界电流密度的影响。

实验中制备了同时具有垂直易磁化和层间反铁磁耦合的CoFeB/Ta/CoFeB人工反铁磁结构。

利用重金属Ta自旋霍尔效应产生的自旋流注入到相邻的两层CoFeB中，对CoFeB磁矩产生自旋轨道转矩效应，实现在两层CoFeB磁矩在两个反平行态之间的翻转，翻转临界电流密度为 2.44×107A/cm2。

通过求解Stoner-Wohlfarth模型和Landau-Lifshitz-Gilbert方程，解释了观察到的两层CoFeB磁矩在两个反平行态之间翻转的现象。

实验中制备了上层CoFeB具有强的垂直易磁化和下层CoFeB具有较弱的垂直易磁化的CoFeB的CoFeB/Ta/CoFeB体系，通过调整Ta层的厚度，我们观察到了Ta厚度为3nm时2.1×105A/cm2的临界翻转电流密度。

通过输运测试和磁性表征，揭示了低的临界翻转电流密度的原因是Ta为3nm的样品具有低的矫顽力和磁各向异性。

自旋轨道力矩翻转人工反铁磁为高密度磁存储提供了一个可能的途径。

105A/cm2的临界翻转电流密度进一步降低了自旋轨道转矩的功耗，有望推动磁存储在低功耗方面的发展。

关键词：自旋轨道转矩；人工反铁磁；垂直易磁化；临界翻转电流密度AbstractInvestigating non-volatile magnetic storage with high speed, high density and low power consumption is one of the most important research areas of spintronics. Recently, utilizing spin-orbit torque (SOT) to switch perpendicularly magnetized single layer and realize writing information has drawn extensive attention. However, the stray field of ferromagnetic materials and the critical current density, which is at least 106 A/cm2, for SOT induced magnetization switching impede the implement of high density and low power consumption magnetic storage. Synthetic antiferromagnets (SAF) are easily to be manipulated like ferromagnets and have zero stray field, high thermal stability and fast magnetic dynamics like antiferromagnets. Replacing ferromagnetic materials by SAF is expected to promote the development of high speed, high density and low power consumption magnetic storage. Based on CoFeB/Ta/CoFeB systems with perpendicular magnetic anisotropy (PMA), we study the spin-orbit torque switching SAF and the Ta thickness dependence of the critical current density for SOT switching.We deposited SAF CoFeB/Ta/CoFeB heterostructure with PMA and interlayer antiferromagnetic coupling. The spin current generated by the spin Hall effect of tantalum would diffuse up and down into adjacent CoFeB layers and exert SOT on the magnetic moment of CoFeB. Consequently, the magnetization could be switched between two antiparallel states with a critical current density of 2.44×107A/cm2 and these phenomenon can be well replicated by solving Stoner-Wohlfarth model and Landau-Lifshitz-Gilbert equation.We deposited CoFeB/Ta/CoFeB systems with strong PMA of upper CoFeB layer and relatively weak PMA of lower CoFeB layer. By varying the Ta thickness, we found the critical current density for SOT switching could be reduced to 2.1×105A/cm2for samples with Ta thickness of 3nm. Through transportation measurements and magnetization characterization, we found that the reason for this low critical current density is that samples with Ta thickness of 3nm have relative low coercivity and anisotropy.SOT switching SAFs might advance the high density magnetic memories. Critical current density of 105A/cm2 for SOT switching would promote magnetic storage with lower consumption.Key words:spin-orbit torque; synthetic antiferromagnet; perpendicular magnetization; critical current density目录第1章引言 (1)1.1 自旋电子学简介 (2)1.1.1 自旋电子学的形成与发展 (2)1.1.2 垂直磁化体系与反常霍尔效应 (3)1.2 自旋轨道转矩 (5)1.2.1 自旋转移力矩与自旋轨道转矩 (5)1.2.2 Stoner-Wohlfarth模型和Landau-Lifshitz-Gilbert方程 (8)1.3 人工反铁磁 (8)1.4 研究思路及内容 (10)第2章实验方法 (11)2.1 薄膜样品制备 (11)2.1.1 磁控溅射 (11)2.1.2 电子束蒸镀 (12)2.2 霍尔器件加工 (12)2.2.1 紫外曝光 (13)2.2.2 氩离子刻蚀 (14)2.3 性能测试 (16)2.3.1 超导量子干涉仪 (16)2.3.2 电输运性能测试 (16)第3章自旋轨道转矩翻转CoFeB/Ta/CoFeB人工反铁磁 (18)3.1 CoFeB/Ta/CoFeB人工反铁磁结构的制备和磁性表征 (18)3.2 自旋轨道转矩翻转CoFeB/Ta/CoFeB人工反铁磁 (20)3.3 Stoner-Wohlfarth模型模拟 (22)3.4 Landau-Lifshitz-Gilbert方程模拟 (25)3.5 本章小结 (30)第4章 105A/cm2量级临界翻转电流密度的自旋轨道转矩翻转 (31)4.1 MgO/CoFeB/Ta/CoFeB/MgO器件的制备以及SOT翻转 (31)4.2 矫顽力和各向异性场对临界翻转电流密度的影响 (36)4.5 本章小结 (38)第5章结论 (39)参考文献 (40)致谢 (46)声明 (47)个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 (48)第1章引言信息时代每天会产生大量的信息，如何实现高速度，低功耗，高密度的信息存储是科学家们长期追求的目标。

反铁磁材料CrPS_(4)的稳定性及成键分析

反铁磁材料CrPS_(4)的稳定性及成键分析

反铁磁材料CrPS_(4)的稳定性及成键分析
刘立娥;方志刚;宋静丽;原琳;魏代霞
【期刊名称】《材料科学与工程学报》
【年(卷),期】2024(42)2
【摘要】根据拓扑学原理,基于密度泛函理论,从能量、能隙差、键级、键级贡献率和键长五个方面对反铁磁材料CrPS_(4)的稳定性与成键情况进行分析。

研究表明,团簇的16种稳定构型含二、四重态各8种,其中平面形2种、三角双锥带帽型11种、四角双锥型1种、四棱锥带帽2种。

在所有构型中,无论是热力学稳定性还是化学稳定性,构型1^((4))均居于首位,稳定性较好。

化学键的键级贡献率因构型不同而异。

综合分析发现,化学键强度大小依次为:Cr—S>S—P>S—S,S—S键最不稳定,甚至在有些构型中不易形成,即使形成,也极易断裂,而Cr—P键就很稳定,但与其他三种化学键的强度关系不易确定。

【总页数】7页(P284-289)
【作者】刘立娥;方志刚;宋静丽;原琳;魏代霞
【作者单位】辽宁科技大学化学工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】O641.12
【相关文献】
1.一维更键Heisenberg反铁磁链系统的磁振子色散曲线的研究
2.硬磁/反铁磁交换耦合对反铁磁FeMn稳定性影响研究
3.一维更键反铁磁链的孤子激发
4.含阻挫
和各向异性的反铁磁自旋链的键算符理论5.铁磁和反铁磁材料双层薄膜界面自旋波的存在条件
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

《磁各向异性对磁性薄膜中自旋波共振频率的影响》范文

《磁各向异性对磁性薄膜中自旋波共振频率的影响》范文

《磁各向异性对磁性薄膜中自旋波共振频率的影响》篇一一、引言磁性薄膜作为现代电子学和磁学领域的重要材料，其磁学性质的研究一直是科研工作的热点。

其中，自旋波共振作为一种重要的磁学现象，在磁性薄膜中得到了广泛的研究。

而磁各向异性作为影响自旋波共振频率的关键因素之一，其作用机制和影响程度一直是研究的重点。

本文将探讨磁各向异性对磁性薄膜中自旋波共振频率的影响，以期为相关研究提供理论支持。

二、磁各向异性的基本概念磁各向异性是指材料在各个方向上的磁学性质存在差异。

这种差异主要来源于材料的晶体结构、化学成分以及表面处理等因素。

在磁性薄膜中，磁各向异性主要表现为薄膜的易磁化轴和难磁化轴的存在，这决定了自旋波在薄膜中的传播方式和速度。

三、自旋波共振的原理及在磁性薄膜中的应用自旋波是电子自旋产生的波动现象，它在磁性材料中以特定频率进行传播。

在磁性薄膜中，自旋波共振是自旋波的特殊现象，具有特殊的电磁场分布和能量分布。

自旋波共振现象被广泛应用于磁共振成像、微波通信、信息存储等领域。

因此，了解自旋波共振频率的变化规律对实际应用具有重要意义。

四、磁各向异性对自旋波共振频率的影响1. 理论分析磁各向异性影响自旋波共振频率的主要原因是它在薄膜内部产生的各向异性能场。

这种能场会改变自旋波的传播速度和传播方向，从而影响其共振频率。

具体来说，当易磁化轴方向与磁场方向一致时，自旋波的传播速度较快，共振频率较高；而当难磁化轴方向与磁场方向一致时，自旋波的传播速度较慢，共振频率较低。

此外，磁场大小也会对共振频率产生影响，因为较大的磁场会使各向异性能场相对较弱，从而减小对自旋波的影响。

2. 实验研究实验研究结果显示，当磁各向异性的大小或方向发生变化时，自旋波的共振频率会相应地改变。

通过调整外磁场或薄膜的结构和成分，可以实现对自旋波共振频率的调控。

这一结果进一步验证了理论分析的准确性。

同时，实验研究还发现其他因素如温度、掺杂等也会对自旋波的共振频率产生影响。