非线性旋磁表面波的空间双稳特性

研究了电磁波在两反铁磁晶体组成的单界面系统中的传播特性。分析了稳定传播的非线性表面波的频率和功率特性，发现只有满足频率和功率阈值条件的入射电磁波才能以表面波的形式存在。增大和减小功率会使稳定传播的非线性旋磁表面波的磁场峰值从一反映磁晶体中跃变至另一反铁磁晶体中，具有空间双稳特性。空间跃变距离约100－200μm之间。     

Fe/Ag多层膜的巨磁电阻效应

自1988年Baibich等人在Fe/Cr多层膜中发现巨磁电阻(GMR)效应以来,人们对各种磁/非磁金属多层膜做了大量的研究.Fe/Cr,Co/Cu和Fe/Cu是最为人们熟悉的存在GMR效应的多层膜系统.金属多层膜中出现GMR效应的必要条件之一是相邻磁性层之间必须存在反铁磁耦合.最初人们对Fe/Ag多层膜的研究没有观察到反铁磁耦合.然而,Bruno等人对磁性过渡族金属/贵金属多层膜的理论计算表明,其中存在铁磁-反铁磁层间耦合振     

Co-Al/Cu多层膜中层间耦合和磁电阻的振荡

近年来研究表明,由磁性金属和非磁性材料交替沉积而成的多层膜或超晶格结构中,相邻磁层间磁矩通过非磁层的耦合,可以出现相互平行排列的铁磁态、反平行排列的反铁磁态,或互相垂直的90°耦合。当磁性多层膜中出现反铁磁耦合时,样品饱和时的磁阻R(S)小于零场时的电阻R(O),出现了所谓的巨磁电阻(giant magneto-resistance)效应,这一效应由于在磁头材料和磁敏感器件上具有广泛的用途而备受人们的关注。磁性多层膜的磁电阻比率一般要比     

Fe-N/TiN多层膜中的层间耦合振荡

在磁性多层膜中,层间耦合现象具有重要的理论意义,人们做了大量的研究。1986年,在Fe/Cr/Fe(001)3层结构中首次观察到Fe层之间的反铁磁耦合。与此同时,在Gd/Y超晶格中,发现了Gd层之间的铁磁耦合和反铁磁耦合振荡现象。现在证明,层间耦合振荡在磁性多层膜中是一种较普遍的现象。在以Fe,Co,Ni及其合金作为铁磁层,Cu,Ag和Au以及很多3d,4d和5d金属作间隔层的多层膜体系中,都观察到了这种现象。有关Fe-N磁性多层膜的报道很少,本文首次报道以TiN作间隔层的Fe-N/TiN多层膜中,随TiN层厚度变化Fe-N层之间出现的铁磁、反铁磁耦合振荡现象。     

铁磁薄膜中静磁表面波调制不稳定性的研究

近年来,人们对连续状态下的静磁波(MSW)在铁磁薄膜中的非线性传输性质进行了广泛的理论和实验研究。Mednikov等人先后观测到属于一阶Suhl不稳定性的静磁表面波(MSSW)三磁波子参量衰变现象。在静磁前向体波(MSFVW)传输过程中,三磁波子效应是被严格禁止的,只可能产生对应于二阶Suhl不稳定性的调制不稳定现象。迄今为止,理论分析结果都支持这样一个结论,即波矢方向与外加偏置磁场相垂直的MSSW不存在二阶Suhl不稳定性,因为MSSW的非线性频移和线性群速度色散的符号相同,产生调制不稳定性的前提条件——Lighthill条件不能得到满足。需要特别指出的是,上述结论是针对二维无限大平板状铁磁薄膜而得出的。     

非线性尘埃-漂移波的局域多峰结构

近十年来 ,尘埃等离子体 ,由于它在空间环境研究和等离子体材料加工过程研究中的广泛应用 ,越来越引起人们的普遍关注 .等离子体中强电尘埃的存在不仅改变了等离子体中的电磁特性 ,修正了原有的波动模式 ,而且可以激发新的极低频的波动模式 .不少作者对尘埃等离子体中的非线性现象进行了研究 ,发现了极低频静电波和电磁波 .Ｌｉｕ等人[1 ] 和Ｃｈｅｎ等人[2 ] 分别研究了非磁化和磁化尘埃等离子体中的非线性尘埃声波 ,并得到了局域孤立结构 .最近 ,Ｃｈｅｎ等人[3 ,4]研究了尘埃等离子体中一种新的极低频的电磁波 ,即尘埃 -阿尔芬波 .研究结…     

超快太赫兹自旋电子学若干关键科学问题的思考

超快太赫兹自旋电子学研究的是太赫兹光子与磁振子的相互作用的科学问题，尤其是太赫兹光子与反铁磁磁振子间的相互作用的科学和技术问题。文章针对该领域的研究现状和面临的挑战，从自旋电子学太赫兹辐射源、太赫兹脉冲对反铁磁磁振子的激发及调控，以及太赫兹光子与磁振子的强耦合三个方面进行综述与思考，希望能对超快太赫兹自旋电子学的研究起到抛砖引玉的作用。     

含非完好界面的非线性弹性波超材料中SH波的非互易传输

研究了含非完好界面的非线性弹性波超材料中的非互易传输现象.通过结构的非对称性和材料的非线性打破了经典弹性波系统中的互易性原理.入射的反平面剪切(shear horizontal, SH)波与材料的非线性效应相互作用产生二次谐波.根据Bloch定理,利用刚度矩阵法得到了基频波和二次谐波的带隙和透射系数.通过与完好界面情况下的结果对比,讨论了界面特性对层状周期结构中SH波的带隙和非互易传输的影响.本研究有助于设计具有非互易传输性能的弹性波超材料器件.     

激光振荡输出的分岔与混沌

近年来对含有非线性介质环形腔的双稳态与混沌行动的研究甚多。主要有:(1)入射场频率与吸收介质频率共振,输入场强度变化时透射场表现出双稳态及自脉动。(2)入射场频率与介质频率失谐,当输入场增加时,透射场呈多稳、失稳而表现出混沌行动,这些已有实验验证。     

FePt/FeRh双层薄膜的结构和磁性

用磁控溅射法,在加热到400℃的Mg O(001)基片上,得到25 nm厚的A1相Fe Pt软磁薄膜,经过热处理使之发生不同程度的A1→L10相转变,在450℃继续生长50 nm厚的Fe Rh,并在相同温度连续保温24 h,使Fe Rh层转变为有序的B2相,得到具有热致反铁磁-铁磁转变性质的Fe Pt/Fe Rh双层复合磁性薄膜.结果表明,Fe Pt层和Fe Rh层都有(001)取向;在生长Fe Rh层之前,如果Fe Pt层没有或者未完全转变为硬磁的L10相,可以使Fe Rh层的反铁磁-铁磁转变温度由100℃提高到200℃;沿垂直于膜面的方向施加磁场,双层薄膜的室温磁化曲线呈方形,矫顽力可达到7.4 k Oe;升温使Fe Rh层转变为软铁磁性,反磁化过程的磁化强度在2个特征磁场附近发生跳跃,显示双层膜中形成了磁性弹簧,矫顽力可下降一半以上.Fe Rh反铁磁-铁磁转变温度升高的原因在于有适量的Pt从Fe Pt层析出并扩散进入Fe Rh层,用于制作热辅助复合垂直磁存储介质,有助于提高稳定性.     

电磁波在密度随时间上升等离子体中的频率上转换

近年来的理论研究表明,有几种方法可以使穿过等离子体的激光产生连续可调的频率上移,其中一种方法是让光脉冲穿过快速生成的等离子体。因为电磁波在密度随空间变化的等离子体中传播时,其波矢随着传播距离而变化;对应地,如果电磁波在密度随时间变化的等     

巨磁电阻效应

巨磁电阻效应具有重要的基础研究意义,又有宽广的应用背景.本文将综述铁磁金属与合金的各向异性磁电阻效应,磁性多层膜、颗粒膜、钙钛石型化合物薄膜以及磁性隧道结的巨磁电阻效应.巨磁电阻效应的物理机理在于传导电子自旋平行与反平行局域磁化矢量具有不同的散射几率.磁学与电子学的结合开拓了新的磁电子学研究领域.     

磁约束等离子体中的射频波电流驱动和流驱动

射频波可以进入聚变等离子体,通过无碰撞机制将能量和动量沉积于其中,在加热等离子体的同时,还可以驱动等离子体电流和等离子体流.等离子体电流的非感应维持是托卡马克类型聚变装置稳态运行的关键,而电流剖面的控制及等离子体流的存在对于抑制磁流体不稳定性、建立和维持高性能的约束模式至关重要,因此射频波电流驱动和流驱动在磁约束聚变等离子体物理研究中有重要意义.本文从等离子体中波与粒子相互作用的基本物理出发,对磁约束等离子体中射频波电流驱动和流驱动的研究现状、面临的挑战、以及可能的研究趋势进行了简要评述.几个关键问题被特别指出,包括:共振吸收机制与高密度下射频波电流驱动效率衰减的内在联系;非共振驱动机制的可行性探讨;从动量获取和动量弛豫的平衡关系出发探索共振机制下提高驱动效率的可能性;流驱动中射频波的直接驱动和间接驱动效应,尤其是射频波有质动力效应;射频波耦合和传播过程中复杂的非线性过程对电流驱动和流驱动的影响等.     

电场调控铁电/铁磁异质结构的磁性

随着大数据时代的到来,具有非易失性、高读写速度、高存储密度、低功耗和微型化的存储器成为了未来信息存储发展的主要趋势.尽管有多种信息存储方式,利用磁性材料磁化翻转的磁存储依然是当下信息存储的主体.在磁信息存储的过程中,相比于磁场和电流驱动的磁化翻转,在铁电/铁磁异质结构中利用电场调控铁磁性材料的磁化翻转具有高存储密度、低能耗、局域化和高效率等优点.铁电/铁磁异质结构磁性的电场调控也因此成为了当前研究的热点之一.本文系统地回顾了兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室在铁电/铁磁异质结构的磁电耦合效应研究方向的进展:实现了电场作用下铁磁层材料磁矩的挥发性或非挥发性翻转,多态高密度存储,外延单晶铁磁层薄膜磁性的多场调控,磁化动力学性能以及自旋波(磁子)的电场效应,并讨论了未来多场可控自旋电子学的发展趋势.     

纳米Fe-In2O3颗粒膜的磁性和巨磁电阻效应

采用射频溅射法制备了纳米“铁磁金属-半导体基体”Fe-In2O3颗粒膜，研究了Fex(In2O3)1-x颗粒膜样品的磁性和巨磁电阻效应，实验结果表明；当Fe体积百分比为35%时，颗粒膜样品的室温磁电阻变化率△ρ/ρ0数值达到4.5%,Fe0.35(In2O3)0.65颗粒膜样品的磁电阻变化率△ρ/ρ随温度（T=1.5-300K)的变化关系表达；当温度低于10K时，△ρ/ρ0数值随温度的下降而迅速增大，在温度T=2K时△ρ/ρ0达到85%，通过研究颗粒膜低场磁化率X（T）温度关系和不同温度下的磁滞回线，证实当温度降低到临界温度Tp=10K时，颗粒膜中结构变化导致磁化状态发生“铁磁态-类自旋玻璃态”转变，Fe0.35(In2O3)0.65颗粒膜样品的磁电阻变化率△ρ/ρ0在温度低于10K时的迅速增大，可能是由于纳米“铁磁金属-半导体基体”Fe0.35(In2O3)0.65颗粒膜样品处于“类自旋玻璃态”时存在特殊的导电机制所造成的。     

Fe/Mo多层膜巨磁电阻及层间耦合振荡

近年来研究发现,由磁性材料和非磁性材料交替沉积而构成的金属多层膜和三层(Sandwich)结构系统中,非磁性层厚度发生变化时,相邻磁性层之间出现铁磁性耦合和反铁磁性耦合的交替变换,这种现象称为层间耦合的振荡.零场时若多层膜的相邻磁层呈反铁磁耦合,在外磁场作用下将导致多层膜电阻的大幅度下降,即产生巨磁电阻(Giantmagnetoresistance)效应.巨磁电阻效应最初在Fe/Cr多层膜系统中发现,随之在Fe/Cu,     

污染土壤的磁化率特征

通过对现代典型的３种污染物和可能污染的表土以及无污染的黄土样品进行磁化率研究,发现３种污染物的磁化率都大于５００ ×１０~（－８）ｍ~３／ｋｇ,频率磁化率小于３％,表明这些污染物中含相当量的强磁性物质,但超顺磁颗粒很少．污染表土样的频率磁化率与磁化率呈负相关,与人工合成的污染样品具有相同的变化趋势,而第四纪黄土的频率磁化率与磁化率呈正相关．这些磁性特征为迅速识别污染土壤提供了简便有效的方法。     

基于新型磁子结YIG/NiO/YIG的磁子阀效应

<正>利用自旋波或者磁子进行信息传输、处理和存储的磁子型器件,有望构成继基于电荷的第一大类半导体/微电子器件和基于电子自旋的第二大类自旋电子器件之后的第三大类固态微电子器件,能为未来信息科学和技术的可持续发展提供更广阔的拓展空间.从物理角度来讲,除了电子,其他粒子或者准粒子(如中子、磁子等)也可以携带自旋角动量信息,能成为自旋信息的潜在载体.特别是磁子(磁激子),它携带1个?的自旋,可通过铁磁、亚铁磁或反铁磁绝缘体中自旋晶格的元激发而产生;并且磁子是电中性的,它可以用作理想的信     

日冕极紫外波研究进展

高温低密日冕磁化等离子体介质可承载多种波动模式的传播.本文主要介绍低日冕中两类常见的极紫外波动现象:大尺度极紫外波和准周期快磁声波.大尺度极紫外波是低日冕中全球性传播的大尺度扰动现象,它通常与耀斑、日冕物质抛射等剧烈太阳爆发活动紧密相关. 20世纪60年代,大尺度扰动现象(莫尔顿波)首先在太阳色球层被观测到,相应的理论模型预言了低日冕中也必然存在与莫尔顿波相关的大尺度扰动现象.直到20世纪90年代,空间望远镜才探测到与莫尔顿波类似的日冕大尺度波动现象(大尺度极紫外波).然而,关于大尺度极紫外波的物理本质和激发机制长期以来一直存在着巨大分歧.得益于近年来空间和地面太阳望远镜的高(时间、空间)分辨、多波段、多视角观测数据,目前人们对大尺度极紫外波的激发和物理本质有了更深入和较为完备的认识.近年的高分辨观测还揭示了日冕中的另一类波动现象,即准周期快磁声波.本文将总结近年来人们对两类波动的研究进展,指出目前研究中存在的重点和难点问题,并展望未来可能的研究方向.     

新型多铁层合异质结及其在可调微波器件中的应用

电压调控磁序的研究,对于实现超快响应、微型化和低功耗的电子器件具有重要的理论和实践意义.同时具有铁电和铁磁特性的多铁异质结可通过基于应变诱导的磁电耦合效应实现由电压调控磁特性,从而引起了学术界的广泛关注.在多铁异质结中,利用磁弹作用,电场引起的机械应变可在铁磁相中产生等效磁场,并改变其铁磁共振频率.因此,由其制备的微波器件必然满足微型化、超快响应和低功耗的要求,并可实现新的功能性.本文将从不同的方面介绍最近关于多铁体及其在微波器件中的应用等方面的工作,主要包括:具有强磁电耦合效应的新型多铁层合异质结的构建,基于多铁异质结的可调微波信号处理器的开发,以及在多铁异质结中通过铁电畴弹性反转来非易失性调控微波性质的研究.这类可调节的多铁异质结及其器件的研发为实现下一代可调磁性微波元件、超低功耗电子器件和自旋电子元器件提供了广阔的前景.