切邊納米鐵磁盤對中磁渦旋旋性的磁場調控*

馬曉萍 楊宏國 李昌鋒 劉有繼 樸紅光

(三峽大學理學院, 宜昌 443002)

鐵磁納米盤中的磁渦旋態因穩定性高, 并且其面內磁化的旋轉方向具有天然的二向性(順時針(CW)和逆時針(CCW)), 可以作為信息存儲的一個比特單元而成為最近研究的熱點.基于磁渦旋旋性的信息存儲要求人們能夠獨立地控制磁渦旋的旋轉方向.從旋性的角度考慮, 在一對納米盤中可能出現四種磁渦旋基態,即(CCW, CCW), (CCW, CW), (CW, CCW)和(CW, CW).本文通過引入厚度不同且切邊的納米磁盤對, 并對其施加面內磁場來實現對四種渦旋基態的獨立控制, 并通過微磁學模擬證明了這種方法的可行性.

1 引 言

當鐵磁體的尺寸降至微米或納米的數量級時,會在其內部出現很多有趣的磁性結構, 如磁渦旋、斯格明子、自旋冰等[1?3].其中軟鐵磁納米盤中的磁渦旋的極性(渦旋核的方向)和旋性(面內磁化的旋轉方向)都只有兩個方向(朝上或朝下, 順時針(CW)或逆時針(CCW)), 可作為攜帶信息的載體.磁渦旋態非常穩定, 和單疇態相比其雜散場很小, 因而可以更緊密地排列在一起.并且磁渦旋的尺寸可低至幾十個納米, 這些優點都使得磁渦旋在高密度磁存儲、磁記錄等方面具有廣闊的應用前景[4?6].基于磁渦旋極性或旋性的信息存儲要求人們能很好地控制磁渦旋極性或旋性的反轉.目前為止, 對磁渦旋極性反轉的研究廣泛而深入, 反轉時間可低至小于100 ps[7], 激勵外磁場的磁感應強度可低至幾個mT[8,9], 激勵場的方式也是多種多樣的……