10464.磁納米帶中多疇壁磁結構調控及其電流驅動

1、董文俊磁納米帶中多疇壁磁結構調控及其電流驅動中文摘要基于磁疇壁器件的研究引起了人們廣泛的關注，因為它在新型存儲器、磁性邏輯器件、磁性振蕩器等領域具有潛在的應用前景。在這些器件中，疇壁運動技術是關鍵。目前驅動疇壁運動的方式主要有磁場、自旋極化電流、自旋波、溫度梯度等，其中電流驅動是利用自旋轉移力矩效應，其可以實現(xiàn)多個疇壁的共同運動而不打亂原有的順序，并且可以獲得較高的疇壁運動速度，所以近年來電流驅動疇壁的運動在理論和實驗上得到了充分的研究

2、。目前，電流驅動單個疇壁的運動規(guī)律已經(jīng)研究的很詳細。然而實際應用中常常會涉及到多疇壁的運動，比如在賽道存儲器中，為了提高存儲密度，將其做成三維的結構，其存儲密度取決于相鄰納米線間的距離和單條納米線上疇壁的密度，讀寫速度取決于疇壁的速度。但是在磁納米線上，疇壁與疇壁之間存在靜磁相互作用，會影響疇壁運動的動力學行為，甚至導致信息失真。因此在磁納米帶上控制穩(wěn)定的多疇壁磁結構極為重要。本文基于微磁模擬的方法對單條磁納米帶上多個疇壁的穩(wěn)態(tài)調控及其

3、電流驅動行為進行了研究。第一章緒論部分主要介紹了磁存儲技術的應用和發(fā)展，疇壁的相關知識，驅動疇壁運動的方式，以及疇壁運動在理論和實驗上的一些研究現(xiàn)狀。第二章介紹了本論文數(shù)值模擬采用的方法一微磁模擬，包括傳統(tǒng)的自旋動力學方法和含自旋轉移力矩的LLG方程。第三章研究了單條磁納米帶上多個橫向壁磁結構的調控及其在電流驅動下的運動規(guī)律。結果表明：兩個橫向壁之間的相互作用與疇壁中心的取向有關，取向相同的兩橫向壁之間只存在長程吸引作用，最終兩疇壁會被

4、湮滅；取向相反的兩橫向壁之間存在長程吸引作用和短程排斥作用，當兩種作用彼此平衡時，兩疇壁會形成一種亞穩(wěn)態(tài)結構。多個取向相反的橫向壁依次排列，最終會形成一個復合疇壁的結構，我們稱這種結構為多360。疇壁結構(MS60S)，它由多個360。子結構構成。另外，電流驅動多360。疇壁結構的運動類似于單個疇壁的運動，但是電流大于一臨界值時，多360。疇壁結構會發(fā)生湮滅行為。湮滅的臨界電流依賴于360。子結構的數(shù)目，存在一種奇偶特性，并發(fā)現(xiàn)這種奇偶

5、特性與多360。疇壁結構的面外磁矩有關。第四章討論了各向異性對電流驅動360。疇壁動力學行為的影響。主要研究了系統(tǒng)只有單軸各向異性、系統(tǒng)只有立方各向異性以及系統(tǒng)同時具有單軸各向異性和立方各向異性董文俊磁納米帶中多疇壁磁結構調控及其電流驅動AbstractTheresearchesofdevicesbasedondomainwallshaveattractedmuchattentionbecauseofitspotentialapplic

6、ationsinnextgenerationmemories，magneticlogicdevices，magneticoscillatorandSOonInthesedevices，domainwallmotionisakeytechnologyThereareseveralmethodstodrivedomainwallmotion，suchasmagneticfield，spinpolarizedcurrent，spinwavea

7、ndtemperaturegradientThecurrentdrivenmotionduetospintransfertorquecanrealizethesynchronizedmotionofmultipledomainwallsinthenanostripewithoutdisturbingtheoriginalsequenceandcanachievehigherdomainwallspeedTherefore，thecurr

8、entdrivenmotionofdomainwallhasbeenwellstudiedtheoreticallyandexperimentallyinrecentyearsAtpresent，themotionofsingledomainwalldrivenbycurrenthasbeenwellstudiedindetailHoweverforpracticalapplications，thereareusuallysomepro

9、blemsrelatedtothemotionofmultipledomainwallsForinstance，inordertoincreasestoragedensitytheracetrackmemoryismadeintoathreedimensionalstructureThestoragedensitydependsonthedistancebetweenadjacentnanowiresandthedensityofdom

10、ainwallsinsinglenanowire，andthereadingorwritingspeedofthememorydependsonthedomainwallvelocityHowevertherearemagnetostaticinteractionsbetweendomainwallsinthemagneticnanowire，whichmayaffectthedynamicbehaviorofdomainwallmot

11、ionandevenleadtoinformationdistortedSoitisessentialtocontrolthestabilityofmultiplemagneticdomainwallstructuresinthemagneticnanostripeInthispaperwediscussedthestablemanipulationofmultiplemagneticdomainwallsanditscurrentdr

12、ivenmotioninamagneticnanostripebymicromagneticsimulationsThefirstchaptermainlyintroducestheapplicationanddevelopmentofmagneticstoragetechnologytherelatedknowledgeofdomainwall，themethodstodrivethedomainwallmotion，andthere

13、searchstatusofthedomainwallmotionintheoryandexperimentThesecondchapterintroducesmicromagneticsimulation，whichisthenumericalsimulationmethodusedinthispaperincludingthetraditionalspindynamicsmethodandtheLLGequationwithspin

14、transfertorqueThethirdchapterstudiesthemanipulationofmultipletransversewallstructuresanditscurrent—drivenmotioninthesinglemagneticnanostripeTheresultsshowthattheinteractionbetweentwotransverseWallsisrelatedtotheorientati