面心立方双层铁磁薄膜中的二维布里渊区能带结构

利用二次量子化方法研究了由相同面心立方结构(100)材料构成的铁磁性双层薄膜,重点讨论了铁磁性界面交换作用(JAB>0)和反铁磁性界面交换作用(JAB<0)对体系二维布里渊区能带结构的影响.结果表明,当界面交换作用大于体交换作用时,在体模上方出现光学型界面模;当界面交换作用小于体交换作用时,在体模下方出现声学型界面模.特别的是,当铁磁性界面交换作用大小在零与体交换作用之间时,在面心立方结构中同样能出现声学型界面模,这与简立方结构有明显区别.并且讨论了不同界面交换作用时宇称对界面模的影响.     

界面各向异性对双层铁磁薄膜自旋波性质的影响

在海森堡模型的基础上,采用界面参数化方法,将双层铁磁薄膜中自旋波本征值问题归结为联立求解能量约束方程和界面参数化方程.重点研究了界面各向异性对薄膜中自旋波本征问题的影响.结果表明:界面各向异性使对称模的波形在界面处呈现明显的钉扎现象,且界面模的能量随各向异性场增强而增大.     

量子自旋波本征值及易轴型各向异性对其的影响

本文考虑体单轴各向异性利用界面重参数化方法从理论上严格推导了两层异质铁磁质中量子自旋波的本征值,并模拟计算了简立方晶格结构 (100) 第一布里渊区的能带结构,特别研究了易轴型体单轴各向异性对本征值的影响.结果发现在这样的体系中存在体模、禁闭模和界面模;各种本征模与体交换作用、界面交换作用、晶格自旋、原子层数有关,而且各向异性直接影响各种本征模的存在条件. 关键词： 铁磁薄膜 自旋波 各向异性     

面心立方双层铁磁薄膜中低能量体模的波形演化

利用二次量子化方法研究了由相同面心立方结构(100)材料构成的铁磁性双层薄膜中的自旋波,重点讨论了低能量体模的波形演化情况.结果表明,面心立方晶格能量较低的体模在薄膜A-A型铁磁材料传播过程中波形完全相同,传播行为也完全相同;并且随着能量的增加,体模波长在两层铁磁薄膜材料中逐渐缩短,波速逐渐减小.     

面心立方双层铁磁薄膜中界面模的存在条件

利用二次量子化方法研究了由相同面心立方结构(100)材料构成的铁磁性双层薄膜,重点讨论了界面交换作用与体交换作用的关系对体系二维布里渊区界面模存在的影响.结果表明,当界面交换作用大于体交换作用时,出现光学型界面模;当界面交换作用小于体交换作用时,出现声学型界面模.并且界面交换作用与体交换作用的关系不同时,会影响界面模在二维布里渊区出现的数量.     

铁磁/反铁磁双层薄膜自旋波共振谱

本文在一维海森堡模型的基础上,采用界面参数化方法,研究了铁磁/反铁磁双层薄膜中自旋波低温激发问题．重点讨论了表面各向异性对薄膜中自旋波共振谱的影响．结果表明：体系中的自旋波本征模存在共振行为,表面各向异性场对体模、完全禁闭模的共振谱影响较大,对界面模没有影响．     

铁磁/反铁磁双层薄膜自旋波共振谱

本文在一维海森堡模型的基础上,采用界面参数化方法,研究了铁磁/反铁磁双层薄膜中自旋波低温激发问题．重点讨论了表面各向异性对薄膜中自旋波共振谱的影响．结果表明：体系中的自旋波本征模存在共振行为,表面各向异性场对体模、完全禁闭模的共振谱影响较大,对界面模没有影响．     

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.     

铁磁/反铁磁双层薄膜中应力各向异性研究

采用铁磁共振方法,研究了铁磁/反铁磁双层薄膜中交换各向异性和应力各向异性对其物理性质的影响.结果表明,单向各向异性来源于界面交换作用,应力各向异性对材料的磁化难易程度有较大影响.当外磁场方向与应力场方向平行时,应力场的存在将促进该方向的磁化.反之,应力场将会阻碍该方向的磁化.     

铁磁/反铁磁双层薄膜中自旋波特性研究

本文在一维海森堡模型的基础上,采用界面参数化方法,研究了非周期性边界条件下,铁磁/反铁磁双层薄膜中自旋波低温激发问题.重点讨论了表面各项异性对薄膜中自旋波谱、色散关系的影响.结果表明:表面各向异性对铁磁层中自旋波谱影响较大,对色散关系影响甚微。     

中心对称的阻挫磁体中斯格明子直径的调节

在带有垂直各向异性的二维三角晶格磁体中,当同时存在最近邻铁磁性和第三近邻反铁磁性交换作用时,垂直于膜面施加外磁场会使体系内自旋沿着非共面的方向排列,甚至出现拓扑稳定的斯格明子自旋结构.基于蒙特卡罗模拟方法,本文研究了在该二维阻挫磁体中,竞争性交换作用和外磁场对斯格明子直径的影响.与常规非中心对称的手性磁体中的斯格明子性质类似,外磁场会磁化斯格明子外围自旋而减小斯格明子直径.但是,磁体中反铁磁性交换作用的增强会整体压缩斯格明子.本文结合自旋波理论和蒙特卡罗模拟,首次量化了此类阻挫磁体中斯格明子的直径.结果表明:在弱的反铁磁性交换作用磁体中,斯格明子直径随磁场增大而快速线性减小;随着反铁磁性交换作用的增大,斯格明子直径随外磁场增大的减小变得相对平缓,但在强磁场下也会造成斯格明子直径的加速减小;随着反铁磁性交换作用的增强,斯格明子在不同外磁场下的直径的最大值和中值均从逐渐减小到渐趋稳定,而直径的最小值则从快速减小到表现出很大的涨落.这些现象都可以通过分析斯格明子在不同交换作用和外磁场下的构型和磁能变化加以解释.该项工作阐明了在中心对称的阻挫磁体中斯格明子直径的可调节性,不仅完善了我们对斯格明子本身物理机理的认识,同时也为发展基于斯格明子的新一代存储和逻辑器件提供了理论支撑.     

外应力场下双层铁磁薄膜中的铁磁共振性质

用铁磁共振方法得到了双层铁磁薄膜的色散关系解析表达式.发现共振场依赖于层间耦合强度和应力场.假定层间为反铁磁性耦合，且铁磁层Ａ有较强的平面内各向异性.随着外磁场的增强，铁磁层Ｂ中的磁化强度突然由最初的反平行转为平行，从而导致色散曲线的阶跃，并且发现光学模阶跃幅度比声学模大.随着应力场的增强，Ｂ层中磁化强度反转所需的外磁场减弱.此外，在不同的交换耦合强度和应力场下，光学模共振场对外磁场方向的依赖性较强. 关键词： 双层铁磁薄膜 界面相互作用 应力各向异性场 铁磁共振     

铁磁/反铁磁双层薄膜中自旋波禁闭现象研究

本文在一维海森堡模型的基础上,采用界面参数化方法,研究了非周期性边界条件下,铁磁/反铁磁双层薄膜中自旋波低温激发问题.发现体系中除了存在体自旋波外还存在禁闭自旋波.此类自旋波只能在一个子层中传播,在另一子层中没有激发.而且,禁闭在反铁磁层中自旋波的能量低于体自旋波的能量;禁闭在铁磁层中自旋波的能量高于体自旋波的能量.     

双层磁性薄膜系统中铁磁共振性质

利用能量极小原理研究了双层磁性薄膜系统中的铁磁共振特性,给出共振频率与线宽随外加磁场的变化关系.以及考虑应力各向异性、交换各向异性和单轴各向异性后,系统共振频率与线宽的变化情况.数值计算结果表明:外应力场和交换各向异性场对铁磁共振频率、频谱宽度以及磁化行为均有影响.     

关于磁性物质的自旋位形的某些问题

本文用Lyons-Kaplan的方法,讨论了具有一种磁性离子组成的布拉维点阵的自旋位形在外磁场作用下的变化及磁晶各向异性时它的影响。存在有一个反铁磁-铁磁性结构转变的临界磁场,外磁场大于临界磁场时一切反铁磁结构都消失。磁场(小于临界磁场)和各向异性都使自旋位形的简并部分消失。最后还讨论了所得到的自旋位形的稳定性。     

外应力场下铁磁/反铁磁双层膜系统中的自旋波

采用自由能极小的方法研究了铁磁/反铁磁双层膜系统在外应力场下的一致进动自旋波性质，即铁磁共振现象. 本模型中铁磁层很薄可看成单畴结构，但具有单轴磁晶各向异性和立方磁晶各向异性；而反铁磁层仅具有单轴磁晶各向异性，但其厚度趋于半无穷. 推导出了该系统的铁磁共振频率和频谱宽度的解析式. 结果表明，外应力场和界面交换耦合或反铁磁磁强度仅在弱磁场下对系统的铁磁共振有影响，且系统的铁磁共振行为按磁场强度可分为两支，其区分弱磁场和强磁场的临界场依赖于外应力场的方向. 另一方面，应力场方向的改变可借助于反铁磁层磁畴变化对铁磁层磁晶各向异性轴有影响. 关键词： 铁磁/反铁磁双层膜 界面耦合强度 铁磁共振 应力场     

薄膜中异常晶粒生长理论及能量各向异性分析

针对柱状晶薄膜，建立了异常晶粒生长理论模型.指出薄膜中的晶粒生长，除像传统的整体材料中的晶粒生长一样考虑晶界能外，还应当考虑表面能、界面能和应变能.对能量的各向异性进行了回顾性分析.从表面能的最小化考虑，面心立方和体心立方薄膜的择优取向或织构应分别为（111）和（110）；而从应变能的最小化考虑，面心立方和体心立方薄膜的择优取向或织构应分别为（110）和（100）. 关键词： 薄膜 异常晶粒生长 模型 织构     

混合磁性薄膜矫顽力及阶梯效应的微磁学及Monte Carlo研究

采用能量极小原理的微磁学及Monte Carlo方法对铁磁/反铁磁混合磁性薄膜的磁特性进行了模拟计算，研究了基态下系统的磁滞回线、自旋组态及铁磁交换作用常数JAA、单轴各向异性常数K、偶极相互作用常数D和铁磁性原子掺杂量X对矫顽力Hc的影响. 同时还模拟计算了矫顽力Hc的温度特性.模拟结果表明，在混合磁性薄膜中磁滞回线存在明显的阶梯效应，利用简单的Ising模型揭示这种阶梯效应主要起源于包含不同反铁磁原 子的掺杂量的不同尺寸的原子团对外加磁场所产生不同响应；在基态下当0.5≤X≤1.0时矫顽力Hc随K，J 关键词： 蒙特卡罗 微磁学 阶梯效应 混合磁系统 矫顽力     

两层A～B铁磁耦合薄膜中的自旋波的色散关系

考虑表面各向异性场,在非周期性边界条件下应用界面重参数化方法精确求解了两层铁磁耦合薄膜中的低能自旋波本征值,结果表明:表面各向异性场不会影响薄膜整体的色散关系的变化趋势,但会影响本征值及其数目.     

自旋为1/2的双层平方晶格阻挫模型的基态相变

基于线性自旋波理论,研究了二维各向异性双层平方晶格阻挫模型的基态性质.探讨了各向异性和自旋间交换作用对基态相图及系统可能发生相变的影响.结果显示:对于各向同性,当层间耦合相互作用J_c≥0.21或J_c≤-0.175时,Nèel态(NS)和Collinear态(CS)能共存;对于各向异性,NS和CS也可以共存.对弱的各向异性,NS更稳定;对于强的各向异性,系统将发生由NS向CS转换的一阶相变.