论文题目: 多晶及单晶（超）薄膜铁磁共振线宽研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 凝聚态物理
作者: 徐源
导师: 翟亚
关键词: 铁磁共振,线宽,磁性弛豫,磁电电路理论
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 无论是在研究磁性存储材料磁特性还是在新兴自旋电子学材料的研究中,人们已经认识到磁矩所受阻尼对自旋动力学过程的重要性,基于器件微型化等应用方面的考虑,薄膜、超薄膜、纳米结构和超微粒材料中的磁性弛豫过程近来成为人们关心的课题。铁磁共振是研究磁介质磁特性的基本方法之一,其共振吸收谱的半峰宽即线宽直接提供了介质中磁矩所受阻尼的信息。本论文以铁磁共振为主要手段,系统地研究了铁磁性薄膜和超薄膜的铁磁共振线宽的规律和机制。我们的工作主要是:1.完整地给出唯象理论处理铁磁共振线宽的一般方法,并简单比较了描述磁矩动力学过程的Laudau-Lifshitz-Gilbert方程和Bloembergen-Bloch方程。另外,较为全面地总结了到目前为止用来解释共振线宽的各种磁性弛豫的机制。2.对厚度2.5nm—50nm的多晶单层膜Ta / NiFe /Ta系列样品的铁磁共振谱线宽进行了拟合,推导了在具体自由能形式下各种弛豫机制的解析表达具体形式,分析了多晶NiFe薄膜样品弛豫机制。分析显示,在我们的样品中以LS耦合下自旋晶格相互作用的弛豫过程为主,但对于某些样品双磁子散射对弛豫的贡献是明显的,最近提出来的自旋泵浦机制也有贡献,而表观加宽则较多依赖于每个样品的制备条件。基于自旋泵浦理论,在实验上第一次得到Ta/NiFe界面的自旋输运特征参数g↑↓。3.研究了外延生长在GaAs衬底上的厚度分别为5.2、8.4、12.7、25、33 ML的Fe单晶超薄膜,类似多晶的情形,分析了单晶Fe超薄膜样品的弛豫机制,我们独立地给出了一个描述Gilbert衰减因子各向异性的经验公式,并用这个公式对实验数据进行拟合,效果满意,但还有待理论上的澄清。此外,数值计算显示,磁矩总是在与外场方向夹角最大的地方受到的阻尼最大,且共振时体系能量随外场方向发生振荡。4.为了更好理解自旋在界面的输运过程,我们独立地推导了新近提出来的磁电电路理论的基本公式,给出的自旋输运特征参数g↑↓有较为明显的物理意义,我们还设计了一个理想实验体系,应用磁电电路理论对其中的自旋输运过程进行了求解。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 自发磁化与交换作用
1.2.1 海森伯（Heisenberg）局域电子直接交换作用
1.2.2 RKKY交换作用（金属中的间接交换作用）
1.2.3 巡游电子交换作用
1.2.4 超交换作用、双交换作用等局域电子交换作用
1.3 磁各向异性
1.3.1 磁晶各向异性
1.3.2 感生各向异性和磁弹性各向异性
1.3.3 表（界）面各向异性
1.4 形状各向异性
1.4.1 退磁场
1.4.2 退磁场能
1.4.3 形状各向异性
1.5 自旋波
1.6 本论文的工作
参考文献
第二章 基本实验方法及测量原理
2.1 薄膜的制备
2.1.1 薄膜生长过程
2.1.2 分子束外延生长单晶薄膜
2.1.3 溅射法制备多晶薄膜及多层膜
2.2 厚度和结构的表征
2.3 物性测量
2.3.1 振动样品磁强计（VSM）
2.3.2 铁磁共振（FMR）
参考文献
第三章 铁磁共振线宽及磁性弛豫现象
3.1 铁磁共振线宽理论概述
3.2 磁性弛豫的几种机制
3.2.1 自旋轨道耦合下的自旋晶格弛豫
3.2.2 自旋相互作用――双磁子模型
3.2.3 自旋泵浦――非局域弛豫模型
3.2.4 层间耦合
3.2.5 不均匀性导致的线宽表观增加
3.3 本章小结
参考文献
第四章 多晶及单晶(超)薄膜铁磁共振线宽的实验研究
4.1 多晶薄膜铁磁共振线宽研究
4.1.1 样品制备和测量
4.1.2 相关的理论表达式
4.1.3 实验数据的拟合与讨论
4.2 单晶超薄膜铁磁共振线宽研究
4.2.1 样品制备和测量
4.2.2 相关的理论表达式
4.2.3 实验数据的拟合与讨论
4.3 本章小结
参考文献
第五章 磁电电路理论及其简单应用
5.1 磁电电路理论
5.1.1 理论背景
5.1.2 电路理论
5.2 磁电电路理论的简单应用
5.3 本章小结
参考文献
附录
攻读硕士期间发表的论文
致谢
发布时间: 2007-06-11
参考文献
- [1].铁电薄膜材料铁磁共振线宽测试技术研究[D]. 周书.电子科技大学2018
- [2].微波铁氧体材料铁磁共振线宽和复介电常数测试技术研究[D]. 卢宪俊.电子科技大学2013
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