磁性多层膜异质结中飞秒激光诱导超快退磁机制的研究

发布时间：2023-11-24 19:43

　　1996年,E.Beaurepaire等科学家发现的飞秒激光诱导超快退磁现象为我们提供了在超快时间尺度下操纵磁矩的全新思路,也诞生了一个新的研究领域:飞秒磁学。随后,科学家们在GdFeCo等体系中证实了超快的磁矩翻转,这个翻转时间最快可以到几个皮秒。另一方面,飞秒激光诱导产生的超快自旋流的发现也为超快磁翻转以及太赫兹发生器等新型自旋电子学器件的研制提供了新的方向。然而,20多年过去了,人们对飞秒激光诱导产生的在亚皮秒尺度上发生的超快退磁现象的物理机制的理解依然不够准确和深入,这主要体现在对一些现象的解释上存在明显的矛盾。比如,Zhang等人的理论以及Koopmans等人的实验结果都证实了自旋轨道耦合强度越强,超快退磁时间越短。但是,S.Iihama等人在实验上观察到Ni薄膜的退磁时间比FePt更快,但是我们知道,FePt这种具有垂直各向异性的体系,其自旋轨道耦合显然是比Ni薄膜更大。还有,A.Eschenlohr等人报道了Ni薄膜中主要是局域的自旋翻转机制对超快退磁起主导作用,这和M.Battiato等人在完全相同的体系中的理论预期完全相反。另外,对于热电子输运导致的超快退磁,A.Es...

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 飞秒激光诱导的超快自旋动力学过程概述
        1.1.1 概述
        1.1.2 热动力学方法
        1.1.3 量子力学方法
    1.2 飞秒激光诱导的超快退磁现象的物理机制
        1.2.1 亚皮秒尺度超快退磁现象的发现和发展
        1.2.2 研究超快退磁现象的理论方法和模型
    1.3 超快自旋动力学前沿
        1.3.1 飞秒激光诱导超快磁翻转
        1.3.2 飞秒激光诱导产生太赫兹波
    1.4 本论文的选题背景、研究内容和意义
第2章 研究方法
    2.1 实验方法
        2.1.1 磁光克尔技术
        2.1.2 时间分辨的磁光克尔技术(TRMOKE)
    2.2 原子尺度自旋动力学模拟方法
        2.2.1 自旋动力学
        2.2.2 郎之万动力学
        2.2.3 时间积分的LLG方程
        2.2.4 蒙特卡洛方法
第3章 对具有垂直各向异性的Co/Ni双层膜体系中超快退磁时间和阻尼因子关系的研究
    3.1 研究背景
    3.2 实验结果与讨论
    3.3 本章小结
第4章 对FeGa/IrMn交换偏置双层膜体系超快退磁时间和阻尼因子关系的研究
    4.1 研究背景
    4.2 结果与讨论
    4.3 本章小结
第5章 对具有纳米磁畴结构的Co/Pt多层膜超快退磁机制的研究
    5.1 研究背景
    5.2 实验结果
    5.3 模拟与讨论
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
参考文献
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致谢



本文编号：3866469