四重纳米圆盘结构中斯格明子边界态的微磁模拟研究

摘要

磁性材料中的自旋拓扑结构磁斯格明子在下一代超高密度、低能耗、高稳定性的信息存储器件和微波发射器件的研制方面具有极大的潜在应用前景。本文基于Co/Ni材料的自由层与极化层均为垂直磁各向异性的自旋阀模型，应用微磁模拟与傅里叶分析相结合的技术研究了具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI）的四重连接圆盘结构中非完整性磁斯格明子边界态转动模式的动力学行为特性。通过沿垂直膜面方向同时施加电流和磁场，在自由层内可观察到两种稳态振荡模式：单边界态模式和双边界态模式。模拟结果显示周期性振荡模式的基频值随着重叠程度的减小而降低；双边界态基频振荡频率高于单边界态基频值；四重旋转对称性样品中的基频振荡频率高于两重旋转对称性样品中的基频值。我们的研究结果进一步加深了对受限于几何形状多层膜纳米柱结构中的斯格明子动力学特性的物理机制的理解，可为基于斯格明子自旋转矩纳米振荡器及磁存储器件的研发提供理论支持。

关键词

斯格明子 / 自旋转矩 / 纳米振荡器 / 垂直磁各向异性