电子自旋属性的自旋电子器件,由于其低能耗、高效率和强稳定性等特点,在磁性存储和计算技术的发展中发挥了重大作用。而如何以一种高能效、确定性和可扩展的方式对作为信息载体的磁性进行操控,这个重要问题在自旋电子学领域引起了利用...电子自旋属性的自旋电子器件,由于其低能耗、高效率和强稳定性等特点,在磁性存储和计算技术的发展中发挥了重大作用。而如何以一种高能效、确定性和可扩展的方式对作为信息载体的磁性进行操控,这个重要问题在自旋电子学领域引起了利用电流操控磁化翻转的广泛研究。本文综述了利用自旋极化电流和纯自旋流操控磁化翻转的研究背景、重要工作和最新进展,详细介绍了自旋转移矩(spin transfer torque,STT)和自旋轨道矩(spinorbit torque,SOT)的产生和作用机制,重点阐述了利用SOT驱动磁畴壁运动和垂直磁化翻转,以及无外磁场磁化翻转的原理。最后探讨了SOT在人工合成反铁磁(synthetic antiferromagnet,SAF)结构中驱动的磁化翻转,为人工合成反铁磁体作为磁性随机访问存储器(magnetic random access memory,MRAM)的应用提供了重要基础,同时也为纯电流操控的自旋电子存储器件相关研究提供了有价值的参考。展开更多
本文采用完全活性空间自洽场(complete active space self-consistent field,CASSCF)和加戴维森校正的多参考组态相互作用(multireference configuration interaction with Davidson correction,MRCI+Q)方法,研究了超氧阴离子(O_(2)^(-)...本文采用完全活性空间自洽场(complete active space self-consistent field,CASSCF)和加戴维森校正的多参考组态相互作用(multireference configuration interaction with Davidson correction,MRCI+Q)方法,研究了超氧阴离子(O_(2)^(-))的低激发电子态及自旋-轨道耦合(spin-orbit coupling,SOC)效应对电子态的影响.使用aug-cc-pV5Z-dk基组,计算了O_(2)^(-)第一和第二解离极限对应的42个Λ-S态的势能曲线(potential energy curves,PECs)以及束缚态的光谱常数.同时考虑SOC效应,计算了这42个Λ-S态分裂形成的84个Ω态的PECs和部分束缚态的光谱常数.其中第一解离极限结果与已有文献高度一致,第二解离极限结果为本文计算提供.这些结果为研究O_(2)^(-)的电子结构和光谱性质提供了重要的理论依据.针对a^(4)Σ_(4)^(-)态的双势阱现象,本文通过比较不同基组下的计算结果,证实了a^(4)Σ_(4)^(-)态的双势阱形成源于与a^(4)Σ_(4)^(-)态的避免交叉影响.此外,研究发现基组大小直接影响a^(4)Σ_(4)^(-)态的首个势阱深度,这进一步表明基组选择对光谱常数计算的精确性至关重要.展开更多
圆偏振激光场中原子的非绝热强场电离为产生自旋极化电子提供了机会.我们应用这些解析电离速率公式[Ingo Barth and Olga Smirnova,Phys.Rev.A 88,013401(2013)]更系统地研究了通过Kr和Xe原子在右旋圆偏振激光脉冲中的强场电离产生自旋...圆偏振激光场中原子的非绝热强场电离为产生自旋极化电子提供了机会.我们应用这些解析电离速率公式[Ingo Barth and Olga Smirnova,Phys.Rev.A 88,013401(2013)]更系统地研究了通过Kr和Xe原子在右旋圆偏振激光脉冲中的强场电离产生自旋极化电子,并证实了不同自旋态的光电子能量分布有很大差异、电子的自旋极化敏感地依赖于光电子能量.另外,在光电子能谱的低能部分其自旋极化可以达到100%,并且通过调节激光强度和频率可以很好地控制能量积分的自旋极化.展开更多
文摘电子自旋属性的自旋电子器件,由于其低能耗、高效率和强稳定性等特点,在磁性存储和计算技术的发展中发挥了重大作用。而如何以一种高能效、确定性和可扩展的方式对作为信息载体的磁性进行操控,这个重要问题在自旋电子学领域引起了利用电流操控磁化翻转的广泛研究。本文综述了利用自旋极化电流和纯自旋流操控磁化翻转的研究背景、重要工作和最新进展,详细介绍了自旋转移矩(spin transfer torque,STT)和自旋轨道矩(spinorbit torque,SOT)的产生和作用机制,重点阐述了利用SOT驱动磁畴壁运动和垂直磁化翻转,以及无外磁场磁化翻转的原理。最后探讨了SOT在人工合成反铁磁(synthetic antiferromagnet,SAF)结构中驱动的磁化翻转,为人工合成反铁磁体作为磁性随机访问存储器(magnetic random access memory,MRAM)的应用提供了重要基础,同时也为纯电流操控的自旋电子存储器件相关研究提供了有价值的参考。
文摘本文采用完全活性空间自洽场(complete active space self-consistent field,CASSCF)和加戴维森校正的多参考组态相互作用(multireference configuration interaction with Davidson correction,MRCI+Q)方法,研究了超氧阴离子(O_(2)^(-))的低激发电子态及自旋-轨道耦合(spin-orbit coupling,SOC)效应对电子态的影响.使用aug-cc-pV5Z-dk基组,计算了O_(2)^(-)第一和第二解离极限对应的42个Λ-S态的势能曲线(potential energy curves,PECs)以及束缚态的光谱常数.同时考虑SOC效应,计算了这42个Λ-S态分裂形成的84个Ω态的PECs和部分束缚态的光谱常数.其中第一解离极限结果与已有文献高度一致,第二解离极限结果为本文计算提供.这些结果为研究O_(2)^(-)的电子结构和光谱性质提供了重要的理论依据.针对a^(4)Σ_(4)^(-)态的双势阱现象,本文通过比较不同基组下的计算结果,证实了a^(4)Σ_(4)^(-)态的双势阱形成源于与a^(4)Σ_(4)^(-)态的避免交叉影响.此外,研究发现基组大小直接影响a^(4)Σ_(4)^(-)态的首个势阱深度,这进一步表明基组选择对光谱常数计算的精确性至关重要.
文摘圆偏振激光场中原子的非绝热强场电离为产生自旋极化电子提供了机会.我们应用这些解析电离速率公式[Ingo Barth and Olga Smirnova,Phys.Rev.A 88,013401(2013)]更系统地研究了通过Kr和Xe原子在右旋圆偏振激光脉冲中的强场电离产生自旋极化电子,并证实了不同自旋态的光电子能量分布有很大差异、电子的自旋极化敏感地依赖于光电子能量.另外,在光电子能谱的低能部分其自旋极化可以达到100%,并且通过调节激光强度和频率可以很好地控制能量积分的自旋极化.
