磁學(xué)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢-文庫吧資料
2025-03-24 19:46本頁面
【正文】 學(xué)規(guī)律的認(rèn)識 ， 利用先進(jìn)的實驗技術(shù)與計算模擬能力 ， 以基本理論為指導(dǎo)通過精確可控人工材料制備技術(shù)進(jìn)行具有特殊磁結(jié)構(gòu)新材料的設(shè)計以及新物理效應(yīng)的探索 。（ 6） 與超高密度磁記錄相關(guān)的一些關(guān)鍵問題如磁記錄過程的非磁寫入 、 強(qiáng)垂直磁各向異性磁性體系的探索 、 納米尺寸磁性顆粒超順磁行為的抑制與延遲 ， 基于納米尺度磁疇的三維磁存儲等問題； (7)磁電阻振蕩效應(yīng) 、 量子阱效應(yīng) ，磁性雜質(zhì)導(dǎo)致的近藤效應(yīng) 、 納米磁性顆粒 （ 磁性量子點 ） 引起的 自旋相關(guān)庫侖阻塞效應(yīng)及由此導(dǎo)致的巨隧道磁電阻效應(yīng)等 。表面 、 界面體系 、 超薄膜 、 各種磁性隧道結(jié)和巨磁電阻納米多層膜 、 納米多層膜異質(zhì)結(jié) 、 納米線 、 納米管 、 原子鏈以及納米顆粒等 。 典型的 物理特征長度如交換長度 、 自旋擴(kuò)散長度 以及電子平均自由程在 10103納米尺度范圍內(nèi) 。 但是 ， 研究表明通過對電荷 、 軌道序等的調(diào)節(jié)可實現(xiàn)螺旋磁序與鐵電序的共存 ， 從而向磁 、 電互控的目標(biāo)邁進(jìn)了一大步 。這一效應(yīng)在高密度信息存儲互 、 電磁信號處理 /屏蔽 、 電磁能量轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景 。 多鐵性是指在一種材料中存在鐵磁 /反鐵磁序和鐵電序 。 以往工作多關(guān)注輸運特性的調(diào)節(jié)特征 （ 如磁電阻效應(yīng) ） ， 內(nèi)稟磁性的調(diào)控可能開辟物性調(diào)控的新空間 ? 磁化過程的電場控制問題 。 此前人們多關(guān)注磁性體系磁化取向在外界擾動如磁場 、 電場及光輻照下的變化 ， 很少涉及體系內(nèi)稟磁性 。 研究表明 ， 當(dāng)自旋極化電流流過納米尺寸的鐵磁薄膜時 ,極化電流與薄膜的散射會導(dǎo)致從傳導(dǎo)電子到薄膜磁矩的自旋角動量轉(zhuǎn)移 ,從而引起鐵磁薄膜磁矩的不平衡 ,發(fā)生轉(zhuǎn)動 、 進(jìn)動甚至磁化方向翻轉(zhuǎn) 。 磁性體系的非磁量子調(diào)控的相關(guān)問題應(yīng)該是磁學(xué)研究在未來一個時期內(nèi)所關(guān)注的重點 。 磁學(xué)研究方向 ? 時間分辨 ? 空間分辨 ? 自旋 Hall ? 自旋熱電 ? 自旋注入 ? 新方法 由于自旋 軌道耦合 、 自旋 電荷耦合 、 自旋 晶格耦合的存在 ， 各種形式的外部 /內(nèi)部擾動通過對軌道的影響 、 對電荷序的影響 、 甚至通過自旋轉(zhuǎn)矩傳遞明顯影響系統(tǒng)的自旋結(jié)構(gòu) /序與自旋態(tài) 。 由此可見 ， 新自旋流載體探索是未來一個時期磁電子學(xué)研究的關(guān)鍵 ? 由于量子點的零維特性 ,電子的軌道態(tài)是量子化的 ,電子自旋態(tài)由于自旋翻轉(zhuǎn)機(jī)制的有效抑制而變得十分穩(wěn)定 ， 被認(rèn)為是量子比特的最佳選擇 。 但是有機(jī)半導(dǎo)體的主要輸運方式為極化子導(dǎo)電 ， 具有強(qiáng)電 聲耦合 ， 常常產(chǎn)生不利影響 。 ? 稀磁半導(dǎo)體 （ 包括氧化物稀磁半導(dǎo)體與常規(guī)稀磁半導(dǎo)體 ） 的研究 ， 主要目的之一就是為了獲得高自旋注入效率 ? 利用自旋 — 軌道耦合特性 ， 采用電場控制不同自旋取向載流子的分布 ，即自旋霍爾效應(yīng) ， 也是一種獲得自旋流的方式 。 很多重要的物理發(fā)現(xiàn)例如導(dǎo)電性 、 超導(dǎo)電性 、 巡游磁性 、 巨磁電阻效應(yīng)及微電子器件的各種功能都和電荷輸運過程密切相關(guān) 。 橢圓偏振光對電子的選擇性激發(fā)也是產(chǎn)生自旋極化電流一種方式 。 另外一個例子是自旋極化電流對固態(tài)磁矩的調(diào)控 。 一個典型的例子是 自旋霍爾效應(yīng)的研究 。 磁學(xué)研究的特點與發(fā)展趨勢 ? 自旋電子學(xué)利用自旋自由度作為信息傳輸?shù)妮d體 ,其關(guān)鍵是要達(dá)到對固態(tài)系統(tǒng)中自旋自由度的有效操控 。 統(tǒng)計平均往往抹平了 自旋的量子特性 。 探索體系在不同相之間的電子結(jié)構(gòu)
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