【摘 要】
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斯格明子是纳米尺度上的一种拓扑稳定的自旋结构,由于受到拓扑保护,其结构稳定性很高,同时能够被较低的电流所驱动,因此可以作为磁性存储器件的信息载体,在未来实现高速度、高密度、低能耗、无机械运动的信息存储。本文主要通过微磁学模拟的方法研究了 FeGe纳米管和弯曲曲面中通过z轴外场产生斯格明子的过程。我们计算了 FeGe纳米管和弯曲曲面的磁滞回线,总结了其拓扑数的变化规律,得出斯格明子产生的条件并分析了
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斯格明子是纳米尺度上的一种拓扑稳定的自旋结构,由于受到拓扑保护,其结构稳定性很高,同时能够被较低的电流所驱动,因此可以作为磁性存储器件的信息载体,在未来实现高速度、高密度、低能耗、无机械运动的信息存储。本文主要通过微磁学模拟的方法研究了 FeGe纳米管和弯曲曲面中通过z轴外场产生斯格明子的过程。我们计算了 FeGe纳米管和弯曲曲面的磁滞回线,总结了其拓扑数的变化规律,得出斯格明子产生的条件并分析了其稳定性,具体可以总结为:(1)外径尺寸大于40 nm的纳米管在z轴外场的作用下可以产生斯格明子。产生的斯格明子位于外场方向与纳米管壁法线重合方向的纳米管壁中,其中纳米管的上下表面会产生完全对称的斯格明子。零场时纳米管中存在螺旋态的条纹畴,当外场增大时与外场平行的纳米管壁上的磁矩率先被磁化,表现为螺旋条纹畴在该处断裂,而后在纳米管上下两个表面形成独立的拓扑结构,随着外场继续增大独立的拓扑结构逐渐演变形成稳定的斯格明子。(2)尺寸对纳米管中斯格明子产生场和湮灭场均有影响,可以总结为纳米管外径越大,纳米管壁厚越薄越容易产生斯格明子,在外场下存在的范围也越广。同时不同尺寸的纳米管在磁化过程中的最大拓扑数有一定的差异。(3)我们研究了弧长固定为250 nm,曲率不同的弯曲曲面的磁滞回线,发现弯曲曲面中磁结构的演化随曲率半径的改变呈现三种情况。当曲率半径大于600 nm可以产生稳定斯格明子,其形成过程类似平面内斯格明子的产生过程。当曲率半径小于120 nm时,也可以产生稳定斯格明子,但是其形成过程类似于纳米管中产生斯格明子的过程。当曲率半径在120-600nm之间时,不能产生斯格明子。
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