铁磁畴壁中自旋极化电流诱导的左旋极化自旋波

极化指的是波偏振的方式,是波的一个基本性质.利用波的极化可以进行信息的编码,这一编码方式在光学和声学中得到广泛应用.利用自旋波进行信息的传递和处理是磁子学的主要研究课题.然而在铁磁材料中,由于只存在右旋极化的自旋波,利用波的极化进行信息的编码在铁磁自旋波器件中始终没有实现.前期研究发现,通过自旋极化电流可以在铁磁体中产生左旋极化自旋波,从而有望实现利用极化编码的自旋波器件.然而在一个均匀磁化铁磁体中产生左旋极化自旋波所需的电流密度过大,实验上难以实现.磁畴壁可作为自旋波波导,且畴壁中自旋波的截止频率趋近于零.本文从朗道-栗弗席兹方程出发,研究了在自旋极化电流存在的条件下磁畴壁中自旋波的色散关系和传播特性,证明只需要很小的自旋极化电流就可在畴壁中产生稳定的左旋极化自旋波.微磁学模拟证明了理论分析结果.该项研究为研制基于极化编码信息的自旋波器件提供了一个实际可行的方案.

Rashba自旋-轨道耦合调制的单层半导体纳米结构中电子的自旋极化效应

利用现代材料生长技术纳米厚的半导体可以沿着良好的方向有序生长,形成层状半导体纳米结构.在这种半导体纳米结构中由于结构反演对称性破缺出现较强的自旋-轨道耦合,能有效消除半导体中电子的自旋简并,导致电子自旋极化效应,在自旋电子学领域中具有重要的应用.本文从理论上研究了单层半导体纳米结构中由Rashba型自旋-轨道耦合引起的电子自旋极化效应.由于Rashba型自旋-轨道耦合,相当强的电子自旋极化效应出现在该单层半导体纳米结构中.自旋极化率与电子的能量和平面内波矢有关,尤其是其可通过外加电场或半导体层厚度进行调控.因此,该单层半导体纳米结构可作为半导体自旋电子器件应用中的可控电子自旋过滤器.

基于HFSS的圆极化电磁波虚拟仿真教学案例设计

为提升教学效果,解决学生理解电磁场与电磁波中抽象的圆极化概念带来的教学问题,采用高频结构仿真器模拟圆极化电磁波产生,设计圆极化天线虚拟仿真实验教学案例。在虚拟仿真实验教学中,采用图形和数据解释圆极化波产生过程,学生可理解圆极化天线和分析圆极化波的特性,透彻理解圆极化波的产生和圆极化天线的设计。通过可视化的圆极化波虚拟案例教学,不仅能够帮助学生理解抽象的圆极化概念问题,还能激发学生学习电磁场与电磁波的兴趣。

伴随强光子辐射的自旋极化等离子体研究进展

强光子辐射导致的自旋极化等离子体是强激光与物质相互作用领域兴起的新研究方向。基于等离子体的自旋极化粒子束在固态材料诊断、原子核结构探测、弱电相互作用分析等方面具有广泛应用。同时,自旋作为电子的固有属性,它可为描述等离子体的行为状态提供新的信息自由度,因此自旋极化信号在强场等离子体自诊断也具有潜在应用。概述了在超强相对论等离子体中,由伽马光子辐射伴随的自旋翻转产生的自旋极化等离子体的物理机制,并对其在超高能量密度等离子体瞬态动力学反演的可能进行了介绍。

面向卫星通信的K波段低剖面可重构线圆极化变换表面

针对K波段卫星通信容量大、工作模式灵活的需求,设计了一款用于K波段卫星通信的反射型可重构线圆极化变换表面。该线圆极化变换表面基于改进型耶路撒冷十字结构,在PIN二极管导通和关闭时,分别可在18.59~20.50 GHz和18.66~23.19 GHz实现线极化波转右旋圆极化波和左旋圆极化波,重叠工作频段为18.66~20.50 GHz,带宽1.84 GHz。该极化变换表面的单元尺寸为0.22λ×0.2λ×0.083λ(λ为重叠频段中心工作波长),剖面高度仅为0.083λ。该极化变换表面在PIN二极管处于导通和关闭状态下,入射角度稳定性分别为40°和20°,且交叉极化电平低于-60 dB。

磁性隧道结自旋极化电子的隧穿特性

铁磁金属间通过中间层的自旋极化电子隧穿产生的磁性耦合,在自旋电子器件中有许多潜在的应用.考虑由一平面磁性势垒层隔开的两铁磁性金属电极构成的磁性隧道结,针对中间层形成的矩形势垒,在近自由电子模型的基础上,计算零偏压下的隧穿电导、自旋极化率和隧穿磁阻比率,分析势垒层特性、分子场强弱、分子场相对取向等对隧道结自旋极化电子隧穿特性的影响.计算结果对自旋电子器件的设计具有一定的指导意义.

自旋极化电子碰撞谱仪的研制进展

与电子自旋相关的效应在散射过程中起着十分重要的作用 ,但却常常被较强的库仑相互作用所淹没 ,使得以自然电子为探针的散射实验很难对其进行直接观测。以极化电子作为探针 ,研制极化电子碰撞谱仪 ,将为开展自旋相关效应的实验研究奠定基础。本文简述了极化电子与原子分子碰撞研究的意义 ,并介绍了清华大学物理系极化物理实验室自行开发的GaAs极化电子源及基于该极化电子源的碰撞谱仪的研制情况。

Ni_2分子的自旋极化效应

采用Gaussian98程序中B3P86密度泛函 (DFT)方法 ,对Ni2 分子进行了优化 ,得到该分子基态为 5重态 ,并且首次发现了过渡金属中Ni2 分子存在自旋极化效应 .计算得到了该分子的力学常数、光谱数据及势能函数 .计算结果表明 :该分子基态离解能为 1.835eV ,平衡键长为 0 .2 2 4 3nm ,谐振频率为 2 6 2 .35cm-1,二阶、三阶、四阶力学常数分别为 1.190 1aJ/nm2 、- 5 .872 3aJ/nm3 及 2 1.2 5 15aJ/nm4,得到了Ni2 分子的Murrell Sorbie势能函数 .

自旋极化电流辅助的超快反磁化特性研究

基于微磁学模拟方法研究了椭圆纳米薄膜的超快反磁化特性。提出一种利用弱直流自旋极化电流辅助的场驱动进动反磁化新机制。新机制可以有效扩宽脉冲持续时间窗口,在宽的脉冲持续时间范围内可实现进动磁反转而无需精确控制;也可有效抑制磁反转后长时间磁振荡,缩短有效反磁化时间。时间窗口的扩宽和进动磁反转后磁振荡的衰减依赖于自旋极化电流密度。磁反转后的磁振荡由多种不同的自旋波模式构成,自旋转移力矩可以调制磁体有效阻尼,加速磁能量的耗散。

自旋极化电子原子散射的(e,eγ)符合实验研究

本文介绍了自旋极化电子原子散射的(e,eγ)符合实验的理论基础、实验装置和参数测量方法,描述了符合实验研究主要结果,说明了符合实验研究的物理意义。

高自旋极化氧化物材料的颗粒边界磁电阻效应

颗粒边界磁电阻是高自旋极化氧化物颗粒体系中由于颗粒边界的存在而导致显著的磁电阻效应。本文将这种磁电阻效应定义为颗粒边界磁电阻效应。这里所说的颗粒边界,包括各种自然和人工晶界、粉末颗粒表面、复合材料中的颗粒界面等多种情况;所涉及的材料包括高自旋极化氧化物多晶、压缩粉末和各种复合材料等。对颗粒边界磁电阻效应的研究,不仅有助于人们进一步理解高自旋极化氧化物磁输运性质的基本机制,并为寻求具有高磁电阻效应的新型自旋电子学器件提供理论基础。本文综述了高自旋极化氧化物颗粒边界磁电阻研究的主要背景和发展现状,介绍了该领域中主要的实验发现和理论模型,展望了未来的发展。

旁耦合于介观环与铁磁电极量子点系统中的自旋极化输运

借助单杂质Anderson模型哈密顿量,及利用格林函数和运动方程等理论,研究旁耦合于介观环和铁磁电极的量子点系统中的极化输运特性.结果表明,通过调节点-环耦合强度、铁磁电极中的极化强度、磁矩相对取向及温度等,均能实现控制体系中自旋极化电流的目的,达到自旋阀效应.为此系统作为一种新的自旋电子材料提供理论依据.

含Rashba自旋轨道耦合效应的非均匀量子线的极化输运性质

采用递归格林函数法研究了含Rashba自旋轨道耦合(spin-orbit coupling,SOC)的窄-宽-窄形量子线的自旋极化输运性质.同时考虑了体系的结构和不同Rashba子带的混合对电子输运性质的影响,结果表明当电子的入射能量处在结构引起的Fano共振点时,能在出射端电极得到极化率较大的自旋极化电流,而且其大小可由自旋轨道耦合强度及系统的结构参数共同调节.这些效应说明所研究的体系也许能用来设计自旋过滤器件.

空位缺陷对高自旋极化材料Fe_3F_4磁电性能的影响

Fe3F4是一种高自旋极化材料,在自旋电子器件中具有广阔的应用前景。采用第一性原理赝势法计算了3种Fe空位缺陷对Fe3F4磁电性能(能态密度、电荷分布、分子磁矩等)的影响,并利用配位场理论分析了3种空位缺陷影响Fe3F4磁电性能的微观机理。

自旋极化对量子点系统电导的影响

从自旋非简并Anderson模型出发,研究局域电子自旋能级分裂对系统电导的影响。由于局域电子自旋极化会破坏近藤类型的电子强关联,在非关联近似下,通过求解量子点的Green函数并以自旋能级劈裂为小参数将Green函数展开,利用Landauer公式推导出电导变化与局域自旋能级劈裂的关系。

铁磁-d波超导结中的自旋极化隧道谱

考虑到铁磁层中准粒子输运的自旋极化效应以及 d波超导表面时间反演对称态的破缺效应 ,在 Blonder-Tinkham-Klapwijk散射理论框架下 ,研究铁磁 -d波超导隧道结中的隧道谱 ,所得结果能展示一些新奇特征 。

GaAs中电子自旋极化的浓度依赖研究

采用时间分辨圆偏振光抽运-探测光谱,研究本征GaAs中导带底附近电子初始自旋极化和自旋弛豫动力学。发现电子初始自旋极化度小于通常认为的0.5,并随光注入载流子浓度的增大而减小。假设右旋圆偏振光激发到导带的自旋取向,向上与向下电子浓度之比为1:3,理论计算的电子初始自旋极化度随载流子浓度变化关系与实验结果很好的符合。计算结果同时表明,带隙重整化效应对电子初始自旋极化度有较大影响,但电子初始自旋极化度小于0.5的现象并非起源于带隙重整化效应。

激光惯性约束聚变中的氘、氚核自旋极化方法

介绍了激光惯性约束聚变（ＬＩＣＦ）中的氘（Ｄ）、氚（Ｔ）热核燃料核自旋极化的基本原理，综述了这一课题的进展情况。讨论了动态核极化理论在氘氚（ＤＴ）核极化中的固体效应、自旋温度效应以及速率方程，并说明了在激光惯性约束聚变反应堆研究中采用极化的氘氚热核燃料所带来的利益，提出了今后该课题将继续研究的几个问题。

Ti_2分子的结构与势能函数及自旋极化效应

作者采用Gaussian98程序中的B3P86密度泛函(DFT)方法,对Ti2分子进行了优化,研究表明该分子基态为5重态,并且在过渡金属中Ti2分子存在自旋极化效应.作者计算了该分子的力学常数、光谱数据及势能函数.结果表明:该分子基态离解能为1.853eV,平衡键长为2.002 ,谐振频率为258.03cm-1,二阶、三阶及四阶力学常数分别为0.939×10-18J·nm-2,-2.602×10-18J·nm-3及4.404×10-18J·nm-4.得到了Ti2分子的Murrell Sorbie势能函数.

逾渗驱动的高自旋极化氧化物材料磁电阻增强效应——网络效应与调控

锰氧化物具有内禀的多尺度非均匀性,这与同时活跃的多个自由度——自旋、电荷、晶格和轨道——非线性耦合,以及多种相互作用的共存密切相关。更重要的是,这种极为特殊的物理现象可能是庞磁电阻效应的微观起源——铁磁金属相在磁场作用下的逾渗而驱动的磁电阻效应。另一方面,在某组分导电逾渗阈值附近的磁电阻显著增强效应,是高自旋极化氧化物颗粒体系所具有的普遍现象之一。因此,针对各种高自旋极化氧化物的非均匀和颗粒复合体系,逾渗驱动磁电阻增强效应的研究具有重要的学术意义和应用价值,其中输运网络理论为重要的理论研究。在充分认识电磁输运微观机制的基础之上,通过调控输运网络的结构,探讨逾渗驱动磁电阻增强的必要条件,可以找出实现可控性高且幅值较大的磁电阻的新途径、新方法。本文主要基于电阻网络模型,综述高自旋极化氧化物材料中多相共存体系的磁输运性质研究的主要背景和发展现状,充分结合相关的实验结果,介绍逾渗驱动磁电阻效应增强的物理机制,以及各类电输运网络的构建,并展望未来的发展。