分子磁性和磁多层膜的一些理论研究

论文题目: 分子磁性和磁多层膜的一些理论研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 理论物理

作者: 苏垣昌

导师: 陶瑞宝

关键词: 单分子磁体,宏观量子效应,量子共振隧穿,阶梯状磁滞回路,横向各向异性,能级劈裂,基态隧穿,热助隧穿,磁多层膜,微观磁构形,自旋构形,钉扎

文献来源: 复旦大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文包含两个部分,即分子磁性和铁磁多层膜微观磁构形的自旋动力学模拟两个部分。 在第一部分,我们研究分子磁性领域中的一些问题,包括量子共振隧穿的宏观量子效应、阶梯状磁滞回路、时间平方根磁迟豫过程、横向各向异性、核自旋效应、磁偶极相互作用效应和温度效应等。第一部分共有五章:第一章,我们简要回顾了,关于单分子磁体Mn12、Fe8、Mn4和超分子磁团簇[Mn4]2在理论和实验上的发展过程;第二章,我们以Mn12体系为例,介绍了关于量子共振隧穿的一些基本理论描述,以及一些实验结果;第三章,我们给出了用Landau-Zenner模型和严格对角化的数值计算方法,对Mn12体系中阶梯状磁滞回路所作的一些研究;第四章,我们用数值求解含时薛定谔方程的方法,研究超分子磁团簇[Mn4]2体系的量子共振隧穿过程;第五章,我们提出一种唯象的局域热平衡方法,研究Mn12体系热助隧穿的动力学过程。 第二部分,我们通过自旋动力学模拟的方法,研究铁磁多层膜的微观磁构形。Spin vortex自旋构形是铁磁多层膜里很普遍出现的磁构形,这种“涡旋”状的自旋构形在平行于磁膜平面的外磁场下会很容易地漂移。出于潜在可能的技术应用上的目的,我们致力于研究如何钉扎这种Spin vortex,使它变得更稳定,而不易在平面外磁场下漂移。第二部分共有三章:第一章,我们简要地介绍该领域的一些背景和一些前人的工作;第二章,我们介绍自旋动力学模拟的方法和模拟计算中要用到的快速傅立叶变换方法;第三章,我们提出了两种有效钉扎Spin vortex的办法,一个是通过打孔的办法,另一个是通过小面积加垂直强磁场的办法。

论文目录:

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目录

第一部分 分子磁性中的若干问题研究

第一章 引言

第二章 分子磁体中的宏观量子效应

2.1 分子磁体的单自旋模型

2.2 温度效应和三种隧穿过程

2.3 阶梯状磁滞回路

2.4 非指数磁迟豫现象

2.5 小结

第三章 严格对角化方法计算磁滞回路

3.1 Landau-Zenner隧穿几率公式

3.2 用严格对角化计算磁滞回路的方法介绍

3.3 Mn12体系中横向各向异性和核自旋效应的研究

3.4 小结

第四章 数值求解含时薛定谔方程方法计算磁滞回路

4.1 数值求解含时薛定谔方程计算态的演化

4.2 旋转波近似方法计算态的演化

4.3 超分子磁团簇[Mn_4]_2体系的量子共振隧穿研究

4.4 小结

第五章 分子磁体热助隧穿的动力学研究

5.1 热助隧穿的动力学过程

5.2 唯象局域热平衡的方法

5.3 唯象局域热平衡方法的唯象修正

5.4 小结

参考文献

第二部分 磁多层膜的自旋动力学模拟

第一章 引言

第二章 自旋动力学模拟方法

2.1 半经典的自旋动力学方程

2.2 用快速傅立叶变换计算有效磁场

2.3 小结

第三章 铁磁多层膜微观自旋构型稳定性的研究

3.1 Spin vortex微观自旋构形

3.2 打孔法钉扎Spin vortex

3.3 小面积加强磁场法钉扎Spin vortex

3.4 小结

参考文献

博士研究生期间完成的论文情况

致谢

发布时间: 2005-09-19

参考文献

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• [5].垂直磁记录介质的制备和超快自旋动力学研究[D]. 徐振.复旦大学2009
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