旋磁铁氧体在实现低频电磁波吸收中的作用

本文研究了旋磁铁氧体材料在不同条件下(磁化状态,大块材料和离散的阵列形式)对低频电磁波的吸收性能以及铁氧体基元间的耦合作用对吸收带宽的影响.研究结果表明,通过旋磁铁氧体在吸波材料中的结构设计可以实现对低频电磁波的高效吸收.文中4 mm大块薄层旋磁铁氧体反射率的–10 d B频点能低至0.48 GHz,并可以通过调整偏置磁场的大小或者离散铁氧体基元的大小灵活地改变共振频率.引入不同尺寸的基元形成的多谐振峰及其相互的耦合可以有效拓展–10 d B带宽,并且这种展宽作用在不同的磁化状态下都是有效的.当采用横向偏置场700 Oe时,两基元吸波材料–10 d B带宽可达单个基元各自作用带宽之和的105.7%.     

垂直泵的结构对YIG单晶薄膜的第二级自旋波不稳定性临界场的影响

本文采用Schl?mann和Patton方法,进一步讨论铁氧体椭球样品的第二级自旋波不稳定性过程,给出薄膜样品的第二级自旋波不稳定性临界场的表示式,它与Anderson-Suhl公式有所不同。对YIG单晶薄膜样品在3种不同垂直泵结构下临界场的计算表明:对于3种结构计算的临界场与实验结果一致,而且理论上和实验上给出的临界场值与线性极化微波磁场的取向有密切关系。 关键词：     

自旋波线宽的测量

本文描述了磁有序材料在垂直激励和平行激励下产生第一阶非稳定性微波阈值磁场的测试装置及有关测试技术,在平行激励下通过阈值场的测量可以获得自旋波线宽,同时给出了在室温、X波段条件下对YIG单晶小球进行自旋波线宽测量的结果,与同类测量进行比较,两者相当一致。 关键词：     

铁磁/反铁磁双层膜中自旋波交换偏置的理论与实验分析

考虑铁磁/反铁磁界面粗糙度的随机性及局域外单向的界面能的随机性,考虑原子尺度在交换偏置强度上的至关作用,提出随机场效应概念.对(Fe/FeF2)研究表明,交换偏置和自旋波线宽频率在铁磁/反铁磁双层界面是依赖于外部磁场的.应用玻恩近似,计算了交换偏置对随机场的依赖,由于界面的粗糙度,证明了在反铁磁层出现时在界面自旋波线宽的增加,但自旋波随机场线宽随着外磁场增加而减小,在较大的外场下,从实验能观察到扩展的峰.     

非对称条形纳磁体的铁磁共振频率和自旋波模式

通过建立微波激励下的非对称条形多铁纳磁体的微磁模型,研究了倾斜角和缺陷角对该形纳磁体的铁磁共振谱和自旋波模式的影响.通过对微磁仿真得到的动态磁化数据进行分析发现,非对称条形纳磁体倾斜角度增加,铁磁共振频率随之增加,而这一现象与纳磁体的缺陷角度无关.倾斜角不变,非对称条形纳磁体的铁磁共振频率与缺陷角度呈单调递增关系,并且不同缺陷角度纳磁体的自旋波模式显示出极大的差异.非对称条形纳磁体与矩形纳磁体相比,它的自旋波模式局部化,具体为非对称条形纳磁体的自旋波模式不对称且高进动区域存在于边缘,表现为非对称边缘模式.倾斜角改变导致纳磁体内部退磁场变化,引起纳磁体边缘模式的移动,而中心模式对倾斜角的变化并不敏感.最后,对建立的模型在高频微波磁场激励下的磁损耗进行了分析,验证了模型的可靠性.这些结论说明缺陷角和倾斜角可用于纳磁体自旋波模式和铁磁共振频率的调谐,所得结果为可调纳磁微波器件的设计提供了重要的理论依据和思路.     

垂直磁各向异性自旋阀结构中的铁磁共振

本文在理论上研究了垂直磁各向异性自旋阀结构中磁场激发和调节的铁磁共振. 通过线性展开包含自旋转移矩项的Landau-Lifshitz-Gilbert方程,获得了磁场激发和调节的铁磁共振谱. 给出了共振线宽、共振频率和共振磁场随直流电流密度大小和方向以及直流磁场的变化关系. 通过调节直流电流密度的大小和方向,系统的有效阻尼可以达到最小. 关键词： 自旋阀 自旋转移矩 垂直磁各向异性 铁磁共振     

钇铁石榴石自旋波导管中磁钉扎对自旋波模的影响（英文）

利用微磁模拟,研究钇铁石榴石自旋波导管边界的磁钉扎对其中自旋波动力学的影响。模拟结果表明：磁钉扎引起的双磁子散射将自旋波散射到多个方向,使得自旋波在k空间的分布更加分散。自旋波模的演化表明：不同自旋波模的共振场不同,而双磁子散射使得自旋波模的共振场更为接近。另外,双磁子散射通过改变自旋波模的弛豫速率,改变了自旋波模的共振强度,幅度可达40%。增大自旋波导能够降低磁钉扎的影响,可以用来提升自旋波导的性能。     

CSNS铁氧体环性能初步测试

用于中国散裂中子源CSNS的环射频铁氧体同轴谐振腔,工作频率在1.02MHz至2.42MHz.论文对决定腔性能的铁氧体环材料进行了性能测试研究.通过改变铁氧体环的偏置磁场来改变铁氧体的磁导率,使腔的等效电感发生变化,从而使得LC并联谐振回路的谐振频率改变,进而获得铁氧体环在不同频率,不同高频磁场强度下的μrqf、品质因数和功率密度值.本文比较了几种不同铁氧体环的测量结果,选择适合于CSNS的环射频铁氧体谐振腔的材料为4M2.     

CSNS铁氧体环性能初步测试

用于中国散裂中子源CSNS的环射频铁氧体同轴谐振腔, 工作频率在1.02MHz至2.42MHz. 论文对决定腔性能的铁氧体环材料进行了性能测试研究. 通过改变铁氧体环的偏置磁场来改变铁氧体的磁导率, 使腔的等效电感发生变化, 从而使得LC并联谐振回路的谐振频率改变, 进而获得铁氧体环在不同频率, 不同高频磁场强度下的μ_rQf、品质因数和功率密度值. 本文比较了几种不同铁氧体环的测量结果, 选择适合于CSNS的环射频铁氧体谐振腔的材料为4M2.     

Heusler合金Mn50–xCrxNi42Sn8的相变、磁性与交换偏置效应

研究了Mn50–xCrxNi42Sn8 (x=0, 0.4, 0.6, 0.8)多晶样品的相变、磁性和交换偏置效应.结果表明,该系列合金在室温下都具有非调制的四方马氏体结构.马氏体逆相变温度随Cr含量增加而逐渐降低. 20 k Oe磁场下的M-T曲线表明,该系列合金的磁性比较弱.两相之间的磁性差最大为△M=7.61 emu/g.磁性的变化主要与Mn-Mn间距的变化以及Ni(A位)-Mn(D位)间杂化作用的强弱有关.在低温下,马氏体相的磁性随着Cr含量增加而增强.在500 Oe的外加磁场作用下,从室温冷却到5 K,在Mn50Ni42Sn8合金中观察到高达2624 Oe的交换偏置场.随着Cr含量的增加,交换偏置场逐渐减小.当Cr含量x=0.8时,随着冷却场的增加, 5 K时的交换偏置场先迅速增加然后逐渐减小.当冷却场为500 Oe时,交换偏置场最大.这主要归因于自旋玻璃态与反铁磁性区域的界面交换耦合作用的变化.     

Co基金属纤维不对称巨磁阻抗效应

以直径32 μm的熔体抽拉Co基非晶金属纤维为研究对象, 分析了该纤维不同激励条件下的巨磁阻抗(giant magneto impedance, GMI)效应. 实验结果表明: 这类纤维的GMI效应具有不对称性特点, 即 AGMI (asymmetric GMI)效应. 同时, 发现AGMI效应随激励条件不同而变化, 随交流频率或者激励幅值升高而逐渐增强; 当存在一定偏置电压时, AGMI效应大幅增强. 通过研究纤维的磁化过程, 分析了Co基金属纤维的AGMI效应. 由于Co基熔体抽拉纤维具有螺旋各向异性以及磁滞的存在使得GMI效应具有不对称性, 频率升高或者激励电流幅值增加有利于壳层畴环向磁化, AGMI增强. 当在纤维两端施加偏置电压时, 偏置电流诱发环向磁场增强了环向磁化, AGMI效应提高; 偏置电压较低时磁场响应灵敏度提高, 同时磁化翻转向高场移动, 阻抗线性变化对应的直流磁场区间增大. 这一方面拓宽了GMI传感器工作区间及灵敏度, 另一方面不利于获得更大的磁场响应灵敏度. 10 MHz (5 mA)激励时, 施加1 V强度的偏置电压后, 对应的磁场灵敏度从616 V/T 提高至5687 V/T; 偏置电压为2 V时, 灵敏度降低到4525 V/T. 因此, 可以通过适当提高环向磁场的方法获得大的磁场响应灵敏度及阻抗变化线性区域.     

光与原子纠缠存储寿命与磁场噪声关系的实验研究

在冷原子系综中,利用自发拉曼散射过程产生光与原子纠缠,测量了恢复效率随存储时间的关系。实验结果显示在没有施加轴向磁场时的存储寿命仅仅只有40μs。而在施加轴向磁场的情况下,存储时间在50μs以后甚至在400μs时都可以测量到明显的恢复信号,存储寿命明显高于100μs,远高于未施加轴向磁场时的情况。对这个实验现象进行分析认为:原子所处的环境中存在磁场噪声的影响,当没有轴向磁场时,噪声会扰乱自旋波信号的相位;当有轴向磁场时,磁场噪声对自旋波相位的影响便被抑制了。     

磁性薄膜畴壁短波长自旋波模式激发

研究约束在磁性薄膜畴壁中的自旋波Ｗｉｎｔｅｒ模式及其激励方式．用坡莫合金磁性栅格将高频均匀磁场转换成与自旋波Ｗｉｎｔｅｒ模式在时间频率和空间波长都匹配的磁场，从而实现相互间的有效耦合．采用锁相放大技术观测到了几百兆赫自旋波Ｗｉｎｔｅｒ模式微分吸收峰 关键词：     

稀土正铁氧体中THz自旋波的相干调控与强耦合研究进展

基于反铁磁材料的自旋逻辑器件被认为具有更低的能量损耗、更快的速度和更高的稳定性,这使得反铁磁材料的超快自旋动力学成为当前自旋电子学研究的热点.由于反铁磁体具有强的交换耦合和高的共振频率,将在GHz甚至THz波段得到广泛应用.本文综述了利用太赫兹(THz)脉冲的磁场分量与反铁磁自旋序之间的相互作用进行探测与操控.利用THz脉冲时域光谱,系统研究了反铁磁性稀土正铁氧体(RFeO_3)中自旋共振的非热激发及其弛豫动力学.总结了RFeO_3的准铁磁和准反铁磁自旋模式的共振频率,以及由R~(3+)-Fe~(3+)离子间的相互作用所确定的自旋重取向温区.不仅可以利用具有时间延迟的THz双脉冲实现DyFeO_3中自旋极化的相干控制,利用材料的各向异性以单个THz脉冲也可以实现YFeO_3中的自旋波相干调控.在Er_xY_(1-x)FeO_3单晶样品中,找到了自旋与真空磁子的关联交换耦合的实验证据,证明了存在以物质-物质相互作用形式的迪克协作耦合.最后,讨论了THz波在TmFeO_3晶体传播过程中诱导的磁极化子.     

磁光Bragg衍射中的相位失配分析

给出了任意倾斜偏置磁场作用下相位失配时微波静磁波与导波光的磁光耦合方程，分析了相位失配对导波光衍射效率及其衍射方向的影响.计算了YIG薄膜波导中静磁反向体波与导波光非共线作用的Bragg衍射效率, 传统磁化时计算结果与实验结果一致.计算表明，与传统磁化情形相比，适当的偏斜磁场可使导波光衍射效率提高6dB以上；当导波光入射角保持不变时，由磁场方向改变引起的相位失配对衍射效率的影响不大.因此，优化偏置磁场方向是改善磁光Bragg器件衍射性能、提高磁光带宽的有效方法. 关键词： 磁光效应 Bragg衍射 静磁波     

微波与热偏置下超导HEB太赫兹直接检测器的性能比较

本文介绍了一种基于超导氮化铌(NbN)热电子测辐射热计(HEB)的太赫兹(THz)直接检测器,并利用直流读出法和微波反射读出法,对微波与热偏置下HEB直接检测器的性能进行了比较.通过直流读出法,在最佳工作点处,测得微波偏置与热偏置条件下检测器的电流响应率分别为244A/W和20A/W,光学噪声等效功率(NEP)分别为4.5pW/√Hz和6.8pW/√Hz.相比于热偏置,微波偏置能够大大提高检测器的响应率.此外,我们利用微波反射读出法对微波偏置和热偏置下检测器的性能进行了比较.两种读出方式均可很好的表征检测器的性能,而相比于直流读出法,微波反射读出法更易于扩展到多像素阵列,同时具有很快的读出速度,对快速THz脉冲信号的检测具有重要意义.     

非线性静磁表面波的传播特性

将文献[4]的理论结果加以推广,用微扰理论导出了微波场作用下铁磁材料的动态非线性磁化强度的各阶近似表达式。严格分析了在波矢k与外偏置磁场H₀成任意角度时非线性静磁表面波的传播特性。证明了静磁表面波在任何传播方向上都不能演化为静磁孤子。 关键词：     

磁致伸缩材料磁弹性内耗的场依赖特性及其用于磁场传感研究

分析和测试了磁致伸缩材料磁弹性内耗的偏置磁场依赖特性,发现Terfenol-D的品质因数(与内耗的量值成反比)强依赖于偏置磁场.利用磁致伸缩材料磁弹性内耗强依赖于偏置磁场的特性,提出了一种静态和准静态磁场的磁传感器方法,即将磁致伸缩材料与压电变压器单元层叠构建一种复合变压器.分析表明:在谐振状态下,复合变压器的输出电压正比于其品质因数,于是复合变压器的输出电压强依赖于偏置磁场;磁致伸缩材料的ΔE效应对复合变压器输出电压的影响很小.制备Terfenol-D/PZT8复合变压器进行了实验,结果表明,在近谐振状态下,当激励输入电压振幅为0.5V时,复合变压器工作的输出电压对静态磁场的灵敏度达到～5.12mV.Oe-1.     

基于级联MZ M倍频系数可调高频微波信号光 产生方法

理论分析了在不改变光滤波器的条件下,通过设置级联马赫曾德尔调制器的直流偏置点和调制指数,实现最小光边带抑制比和最小杂散抑制比分别为45.48dB和39.46dB,倍频系数为2k(k=1,2,…,6)的高频微波信号产生.在此基础上,分析了马赫曾德尔调制器直流偏置点、射频调制信号幅度和初始相位差等因素变化对边带选取性能的影响,并进行了相应的仿真实验,实验结果验证了该方法的可行性和有效性.     

准一维半导体量子点中电偶极自旋共振的物理机理

半导体量子点中的电子自旋具有较长相干时间以及可扩展性的特点, 在近十几年来引起了人们的广泛兴趣. 人们常常利用电子自旋共振技术来对单个自旋进行操纵. 这样不但需要一个静磁场来使电子产生赛曼劈裂, 同时还需要一个与之垂直的局域振荡磁场. 但是, 在实验上产生足够强且具有固定频率的局域磁场是比较困难的. 后来人们发现, 局域的振荡电场也可以操纵单个电子自旋, 也就是所谓的电偶极自旋共振. 众所周知, 自旋只有自旋磁矩, 不会与电场有任何直接的相互作用. 所以, 电偶极自旋共振的发生必须依赖于某些媒质. 这些媒质包括：量子点材料中的自旋轨道耦合作用, 量子点中的局域磁场梯度, 以及量子点中电子自旋与核自旋的超精细相互作用. 这些媒质能诱导出自旋与电场之间间接的相互作用, 从而外电场操纵单个电子自旋得以实现. 本文总结归纳了目前半导体量子点系统中发生电偶极自旋共振的三种主要物理机理.