自旋波在十字交叉形磁性納米線中的微磁模擬研究

張佳超 王瑞方

摘要：由鐵磁性納米線組成的自旋波導線路將不可避免地發生線路交叉。在交叉區域磁矩呈現明顯不均勻分布，它對自旋波的散射作用可以等效地視為一個自旋波“勢壘”。文章通過微磁模擬方法研究了在不同交變頻率外場激發的自旋波在十字交叉形坡莫合金納米線中的傳播特性，發現勢壘對自旋波傳播的影響與場源頻率有關。

關鍵詞：自旋波；十字交叉形；磁性納米線；勢壘；微磁模擬 文獻標識碼：A

中圖分類號：TQ31 文章編號：1009-2374（2016）17-0013-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.006

1 微磁模擬

我們設計的十字交叉納米線如圖1（a）所示。底部的坡莫合金納米線（以下簡稱L1）長l1為3000nm，寬w1為100nm，厚度h1為5nm。在x=1500nm處，在L1上疊放一個長度l2=200nm、寬度w2=10nm、厚度h2=10nm的坡莫合金納米線（以下簡稱L2）。兩條納米線夾角為90度。我們設置納米線L1的初始態磁矩沿+x方向，而納米線L2中磁矩沿+y方向。然后樣品在零場條件下弛豫到穩定狀態。達到穩態時，納米線L1中心區域的磁矩分布如圖1（b）所示。在以交叉部位為中心、寬度約200nm范圍內形成了一個磁疇壁（如圖中虛線區域所示）。我們利用微磁模擬軟件LLG Simulator對樣品的磁矩動力學進行數值計算。計算中材料的磁性參數設置為坡莫合金的常用值，即交換作用常數Aes=1.3×1011J/m、飽和磁化強度Ms=800×10-3A/m、吉爾伯特衰減常數α=0.01、磁晶各向異性為零。元胞尺寸為2.5×5×5nm3。在納米線L1兩端250nm區域內，阻尼常數α從0.01逐漸增加到1，以避免自旋波在納米線邊界的反射。

2 結果

為了觀察自旋波在不同頻率下的傳播圖樣，我們在處施加方向的局域振蕩磁場以激發自旋波。……