题   目：有关纳米磁体中磁矩动力学的一些研究

报告人：孙周洲 博士（德国雷根斯堡大学）

时   间：4月13日(周三), 上午9:00

地   点：物理馆512会议室

报告摘要：

      近年来，随着纳米科技的快速发展，人们能够在实验室中制造出纳米尺度下的磁性结构，比如单畴的磁性颗粒（称为Stoner粒子），一维的磁性纳米线等[1]。这些纳米磁体中的磁性引起了人们广泛的研究，这一方面是因为纳米磁学既是传统磁学在纳米领域内的延伸，又是新兴的自旋电子学领域的主力军；另一方面更是因为这些纳米磁结构将会对未来的信息工业，如硬盘，内存，逻辑元件的生产，产生非常重要的影响和突破，例如基于磁性颗粒的磁性随机存取存储器（MRAM）和基于磁性纳米线中的磁畴壁运动的磁性赛道内存（magnetic race-track Memory）[2]。

        在我的报告中，我将首先对纳米磁学做一简单介绍，尤其是关于磁矩动力学的基本方程，朗道-利夫席茨-吉尔伯特（Landau-Lifshitz-Gilbert）方程。接下来，我将介绍有关单畴颗粒中的斯托纳-沃尔法特（Stoner-Wohlfarth）理论，指出有关磁矩翻转的最小临界磁场的早期结果，斯托纳-沃尔法特极限（SW limit），只是当磁体阻尼系数无穷大时才是真正准确的，而在实际情况下，临界翻转磁场会低于SW极限，与阻尼系数有关[3]。然后，我会指出通过施加含时的磁场，比如微波[4]，可以极大地减小临界翻转磁场和增加翻转速度，并且我还会指出，如何设计磁场脉冲从而得到理论上最小的临界翻转场[5]。最后，我还将介绍在磁性纳米线结构中，通过优化地设计一个空间，时间依赖的磁场，可以有效地加速磁畴壁在纳米线中的运动[6]。这些理论结果相信会对今后的实验和工业技术有一定的指导作用。

[1] S. H. Sun, C. B. Murray, D. Weller, et al., Science 287, 1989 (2000).

[2] S. S. P. Parkin, M. Hayashi, and L. Thomas, Science 320, 190 (2008).

[3] Z. Z. Sun and X. R. Wang, Phys. Rev. B 71, 174430 (2005).

[4] Z. Z. Sun and X. R. Wang, Phys. Rev. B 74, 132401 (2006). 

[5] Z. Z. Sun and X. R. Wang, Phys. Rev. Lett. 97, 077205 (2006).

[6] Z. Z. Sun and J. Schliemann, Phys. Rev. Lett. 104, 037206, (2010).