界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用下辐射状磁涡旋形成机制

辐射状磁涡旋结构是一种稳定的拓扑磁结构,因其具有热稳定性高、驱动电流小等特点,成为当前继斯格明子之后又一新兴的研究热点.本文利用微磁学模拟方法研究了在界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（IDMI）下辐射状磁涡旋形成机制.结果表明：纳米盘直径越小,能稳定形成辐射状磁涡旋的IDMI强度范围就越大,当圆盘厚度增加一个数量级时,虽然可以稳定形成辐射状磁涡旋,但IDMI强度取值范围会随之变小.通过对不同磁矩初始态下辐射状磁涡旋的形成过程中磁矩、斯格明子数及各项能量变化的研究发现,环形涡旋和单畴均可作为辐射状磁涡旋形成的初始状态,但单畴初始态的形成时间比环形涡旋初始态的形成时间更长,其能量衰减时间比以环形涡旋为初始态的衰减时间更短.这表明形成辐射状磁涡旋极性比形成辐射旋性需要更长时间,且能量变化主要与涡旋核的生成及面内辐射状磁矩有关,而与涡旋核在盘中的位置无关.研究结果揭示了辐射状磁涡旋的形成机制,为基于辐射状磁涡旋的具体应用提供了理论依据.     

台风风场分解

为了对台风流场的复杂结构进行研究，采用二次变分方法对台风风场进行分解.首先，将台风的流场分解成最大的、不对称的涡旋流场和无旋流场；然后将不对称的涡旋流场分解成最大的对称涡旋和不对称的β涡旋对；最后，利用WRF(weather research and forcasting)模式(V2.1.2)模拟了200601号珍珠台风，并对各时次的500hPa风场用该方法进行分解，结果表明：该方法对台风的运动机理研究和实际的台风路径预测提供了有价值的信息. 关键词： 变分方法 涡旋 β涡旋对')" href="#">β涡旋对 通风流     

利用扫描透射X射线显微镜观测磁涡旋结构

利用上海光源软X射线谱学显微光束线站(STXM)并结合X射线的磁圆二色效应, 我们对方形、圆形和三角形的Ni₈₀Fe₂₀薄膜微结构中的磁涡旋结构进行了定量实验观测, 并利用同步辐射光源的元素分辨特性, 分别在Fe和Ni的L₃吸收边对涡旋磁结构进行了观测. 我们还对磁涡旋中磁矩的分布进行了定量分析, 发现实验结果与微磁学模拟结果完全符合.     

基于流场模拟的涡旋压缩机涡齿应力变形分析

为了更准确地计算涡旋压缩机涡旋齿的应力和变形,提出一种基于流场模拟的应力变形计算方法。通过对涡旋压缩机工作过程进行气体流动的数值模拟,得到其压力场和温度场分布。将流场分布作为载荷边界条件进行涡旋齿的受力变形计算,得到涡旋齿在气体压力、热载荷及其同时作用下的应力分布和变形规律。分析了涡旋齿的径向变形和轴向变形,讨论了不同主轴转角下的涡旋齿应力和变形,比较了动涡旋齿和静涡旋齿的变形。结果表明:在压缩结束时刻动涡旋齿的应力和变形最大,最大应力位于齿头根部,最大变形位于齿头顶部。     

利用磁矢势求解涡旋电场

给出了一种利用磁矢势计算涡旋电场的一般方法,并结合实例验证,以深化学生对磁矢势和涡旋电场概念的理解.     

磁涡旋极性翻转的局域能量

针对坡莫合金纳米圆盘中的单个磁涡旋结构,采用微磁学模拟研究了磁涡旋极性翻转过程中的局域能量密度.磁涡旋的极性翻转通过与初始涡旋极性相反的涡旋与反涡旋对的生成,以及随后发生的反涡旋与初始涡旋的湮没来实现.模拟结果显示当纳米圆盘样品中局域能量密度的最大值达到一临界值时,磁涡旋将会实现极性翻转,其中交换能起主导作用.基于涡旋极性翻转过程中出现的三涡旋态结构,应用刚性磁涡旋模型对局域交换能量密度进行了理论分析.通过刚性磁涡旋模型得到的磁涡旋极性翻转所需的局域交换能量密度的临界值与模拟结果符合得较好.     

涡旋压缩机不对称双涡旋齿型线的构建与模拟

采用双涡旋齿涡旋盘结构能够有效地提高涡旋压缩机的吸气量,然而存在内容积比小、允许开设的排气口面积小的缺点。针对此问题,本文提出一种涡旋压缩机的新型不对称双涡旋齿,利用中线法得到了涡旋齿型线的设计方法,并且建立其几何模型;通过三维数值模拟研究其工作腔内部的气体流场,并与现有的双涡旋齿涡旋压缩机进行对比。结果表明:所提出的涡旋压缩机的新型不对称双涡旋齿能够有效地提高涡旋压缩机的排气量和内容积比,并且增大了排气口的开设面积,使得压缩机具有更好的工作性能。     

薄介观超导环中的涡旋电荷分布

本文用Ginzburg-Landau理论研究在薄介观超导环中的涡旋电荷分布.对于巨涡旋态,我们发现随着外场的增加,内半径附近的电荷会从负号变为正号.本文表明,是顺磁迈斯纳效应和抗磁迈斯纳效应的竞争决定了涡旋电荷的分布.     

薄介观超导环中的涡旋电荷分布

本文用Ginzburg-Landau理论研究在薄介观超导环中的涡旋电荷分布．对于巨涡旋态，我们发现随着外场的增加，内半径附近的电荷会从负号变为正号．本文表明，是顺磁迈斯纳效应和抗磁迈斯纳效应的竞争决定了涡旋电荷的分布．     

三维介观超导环涡旋态的研究

通过数值求解非线性金兹堡-朗道(G-L)方程组,研究了三维介观超导环中的涡旋态。发现了在细环中只能存在巨涡旋态,以及存在顺磁、抗磁迈斯纳效应和间隙性超导现象。在粗环中,发现了多涡旋态和巨涡旋态共存的混合态。相应讨论有助于理解介观超导环中涡旋态相变。     

介观正方铝膜中涡旋的对称性

涡旋运动在自然界中普遍存在 .当卫生间水池漏孔的塞子被拔启 ,池中的水将以旋转的方式从漏孔流走 ,从而形成涡旋 .在这类涡旋中 ,越是靠近中心的地方流速越大 ,因此在涡旋的中央位置必须是空的 ,否则那里的流速将趋于无究大 .使盛有超流Ｈｅ的容器转动 ,在液体中会产生一根根 (量子化的 )与转轴平行的涡旋线 .在每一根涡旋线的周围 ,环绕中央涡旋芯的超流体 ,其线速度幅值与环行的半径成反比 .因此 ,涡旋芯必定是正常流体 (而非超流体 ) ,否则将会导致速度发散 .超导体中的涡旋是由库珀对环流形成的 ,中央涡旋芯也必定是正常态 ,量子化的磁…     

椭圆涡旋光束在海洋湍流中的传输特性

本文采用分步相位屏方法来仿真椭圆涡旋光束在海洋中的实际传输情况,并对椭圆涡旋光束在海洋湍流中的传输光强和闪烁因子进行了仿真。研究发现,椭圆涡旋光束在海洋传输过程中,光斑会发生明显的旋转,同时光斑会产生暗核且暗核个数与光束的拓扑荷数相等。一个拓扑荷数为m的相位奇点会分裂成m个拓扑荷数为1的相位奇点,并且海洋湍流越强,光斑受到的干扰越严重。研究还发现,在较弱的海洋湍流中,随着传输距离的增加,椭圆涡旋光束的闪烁因子会低于高斯光束和涡旋光束的闪烁因子,而且在远距离处拓扑荷数越大闪烁因子降低越明显,同时也发现,传播一段距离后涡旋光束的闪烁因子会低于高斯光束的闪烁因子。在较强湍流中,椭圆涡旋光束的闪烁因子会交叠在一起。对于不同强度的海洋湍流,随着均方温度耗散率的增大,椭圆涡旋光束的轴上点闪烁因子也增大。在同一传输距离处,束腰宽度越小的椭圆涡旋光束闪烁因子越小。     

具有尺寸限制的点接触结构自旋极化电流驱动下磁涡旋的稳态振荡

选取具有尺寸限制的点接触结构作为研究对象,采用Thiele方程对模型中磁涡旋在自旋极化电流作用下的动力学行为进行计算.计算表明磁涡旋可以在一定的电流密度范围内稳定旋转,该稳定旋转可以存在的电流密度范围与点接触区的大小和纳米点的尺寸有关.当磁涡旋核作稳态旋转时,其所处的轨道半径以及旋转频率都随电流密度的增加而增加,旋转频率可调节的范围随点接触尺寸的增加快速减小.     

自旋轨道耦合的23Na自旋-1玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋斑图的研究

利用阻尼映射Gross-Pitaevkii方程, 研究了二维体系中自旋轨道耦合的 ²³Na自旋-1 玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋斑图, 探索自旋轨道耦合强度对涡旋斑图的影响. 研究发现, 较弱的自旋轨道耦合就可以完全破坏不考虑自旋轨道耦合情况下出现的周期性涡旋晶格; 在自旋轨道耦合较强的情况下, 各自旋态的涡旋易形成涡旋组, 它们绕凝聚体中心形成花瓣状涡旋斑图. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚体 自旋 涡旋     

椭圆纳米盘中磁涡旋结构的方位角自旋波模式

本文针对坡莫合金椭圆形盘中的磁涡旋结构, 采用微磁学模拟与傅里叶分析相结合的技术研究了磁涡旋自旋波的本征激发模式. 通过沿样品短轴方向施加一面内方向的脉冲磁场, 观察到一系列方位角自旋波模式. 观察到的自旋波模式具有两重对称性, 可以通过C₂群理论来进行类型的划分. 此外, 自旋波模式的频率随着方位角指标的变化而线性增加. 模拟结果显示样品的平均交换能量密度明显的高于平均静磁能量密度; 局域交换能量密度主要集中在涡核初始位置, 而局域静磁能量密度主要分布在长轴附近. 交换作用对受限于铁磁薄膜椭圆盘中的单个涡旋态的能量要起主导作用, 从而导致方位角自旋波模式频率随着方位角指标的增加而增加.     

高质量光学涡旋阵列的实验研究

将光学涡旋与计算全息技术相结合,提出一种高质量光学涡旋阵列的产生方法.从理论上研究了光学涡旋阵列的形成和分布特征,并模拟仿真产生涡旋光束阵列.基于面向目标的共轭对称延拓傅里叶计算全息方法编码生成光学涡旋阵列的全息图,利用单个反射式空间光调制器光电再现了与理论一致的光学涡旋阵列,并通过马赫-增德尔干涉法对生成的光学涡旋阵列进行验证.产生的高质量光学涡旋阵列提供了更复杂的结构分布和更多的可控参量,且实验光路易实现.研究结果在光学微操控、光通信等领域具有潜在应用价值.     

电流调控磁涡旋的极性和旋性

提出了一种特殊自旋阀结构, 其极化层(钉扎层)磁矩沿面内方向, 自由层磁矩成磁涡旋结构. 自由层在形状上设计成左右两边厚度不同的阶梯形圆盘. 微磁学模拟研究发现, 通过调控所施加的高斯型脉冲电流的大小、方向和脉冲宽度, 可以实现磁涡旋的不同旋性、不同极性的组态控制. 分析了该结构中电流调控磁涡旋旋性和极性的物理原因和微观机理.     

超导电性的交流磁化率研究

本文综述了交流磁化率在超导电性物理研究方面的进展.主要包括如何用交流磁化率确认超导电性,测定各种超导电参量(临界温度,临界磁场等),研究涡旋物质的强度(临界电流密度,不可逆场等),涡旋动力学(磁弛豫,钉扎能等).     

抗磁质磁化过程的讨论与分析

运用涡旋电场的概念讨论分析了抗磁质在外磁场中磁化过程抗磁性的起因。     

超导涡旋玻璃

超导涡旋系统的性质丰富多彩，对它的理论和实验研究已积累了大量的新知识，以致形成了凝聚态物理的一个新分支－涡旋物理学，涡旋固体可以是玻璃态或结晶态，其强度直接联系超导应用的主要参数之一的临界电流密度，使这一研究有浓厚的应用背景，文章试图深入浅出地介绍超导涡旋玻璃的基本内容与特征，着重于其存在的物理基础和证据。希望这一涉及多种物理分支学科，使用多种专门理论工具和精巧实验方法研究出来的新物态为更多的读者