隨著微納器件的快速發(fā)展,電流發(fā)熱問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重,只利用電子電荷屬性的傳統(tǒng)電子器件已經(jīng)無(wú)法滿足人們對(duì)元器件超低能耗、精確局域化等方面的迫切需求。促使人們研究電子的自旋屬性,期望能夠整合和利用它們各自的優(yōu)勢(shì)開發(fā)出新的元器件。傳統(tǒng)情況下,我們利用電流產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)控制自旋,電流的熱損耗以及磁場(chǎng)的非局域化本質(zhì)都不利于微納器件的發(fā)展。磁的電控為我們提供了一種可行的方案。多鐵性材料中電性和磁性可以共存并且相互耦合,特別是其中的磁電耦合效應(yīng),為利用電場(chǎng)的方式控制磁性提供了可能。此外,器件小型化、低維化以及人造復(fù)合系統(tǒng)的發(fā)展,使得表界面變得越來(lái)越重要。相應(yīng)地界面磁電耦合效應(yīng)也成為了一個(gè)研究熱點(diǎn)。參考多鐵系統(tǒng)中的磁電耦合效應(yīng),在本論文中,我們從理論上研究了鐵磁金屬界面和絕緣界面的磁電耦合效應(yīng),以及其磁電耦合可能的起源機(jī)制。從而得到界面磁電耦合的兩種起源機(jī)制:鐵磁金屬界面的自旋屏蔽電荷機(jī)制以及絕緣界面的皮爾斯（Peierls）機(jī)制。在鐵磁金屬界面系統(tǒng)中,利用界面處屏蔽電荷誘導(dǎo)的非均勻的自旋結(jié)構(gòu)引入磁電耦合效應(yīng)。屏蔽電荷誘導(dǎo)的自旋中平行于局域磁矩的絕熱部分會(huì)給出一個(gè)靜態(tài)的磁電耦合;而始終垂直于局域磁矩的非絕熱部... 

【文章頁(yè)數(shù)】：112 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 多鐵
    1.2 磁電耦合效應(yīng)
        1.2.1 磁電耦合的定義
        1.2.2 磁電耦合的分類
    1.3 界面磁電耦合
        1.3.1 金屬界面的磁電耦合
        1.3.2 絕緣界面的磁電耦合
    1.4 研究?jī)?nèi)容
    1.5 研究動(dòng)機(jī)
第二章 鐵磁金屬系統(tǒng)界面磁電耦合
    2.1 在金屬表面,電場(chǎng)對(duì)磁性的控制
        2.1.1 層狀介觀金屬系統(tǒng)中磁性的電場(chǎng)效應(yīng)
        2.1.2 利用外加電場(chǎng)和量子井態(tài)(quantumwellstates)調(diào)節(jié)薄膜的磁性
    2.2 界面磁電耦合
    2.3 磁化動(dòng)力學(xué)
        2.3.1 LLBar(Landau-Lifshitz-Baryakhtar)方程
        2.3.2 馳豫系數(shù)的確定
        2.3.3 系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)演化方程
    2.4 數(shù)值結(jié)果和討論
        2.4.1 磁化強(qiáng)度沿著鐵磁界面的法線方向(θ_u=0)
        2.4.2 磁化強(qiáng)度沿著鐵磁界面的方向(θ_u=π/2)
        2.4.3 初始相位對(duì)演化模式的影響
        2.4.4 外加小磁場(chǎng)對(duì)動(dòng)力學(xué)演化模式的影響
    2.5 結(jié)論與展望
第三章 鐵磁絕緣系統(tǒng)界面磁電耦合
    3.1 磁性絕緣體中的磁致鐵電性
        3.1.1 交換伸縮機(jī)制
        3.1.2 自旋流模型
        3.1.3 自旋相關(guān)的p-d雜化模型
    3.2 內(nèi)外電場(chǎng)耦合機(jī)制
        3.2.1 多軌道鐵磁絕緣體模型
        3.2.2 鐵磁基態(tài)
        3.2.3 內(nèi)電場(chǎng)
        3.2.4 鐵磁絕緣體中各向異性的外加電場(chǎng)
        3.2.5 內(nèi)外電場(chǎng)作用下磁電相互作用
    3.3 鐵磁絕緣體中的靜態(tài)磁電耦合效應(yīng)
        3.3.1 磁電耦合相互作用對(duì)磁矩方向的影響
        3.3.2 磁電耦合相互作用對(duì)磁矩大小的影響
    3.4 鐵磁絕緣體中的動(dòng)態(tài)磁電耦合效應(yīng)
        3.4.1 動(dòng)態(tài)磁電耦合系數(shù)
    3.5 總結(jié)
第四章 反鐵磁絕緣系統(tǒng)界面磁電耦合
    4.1 波包動(dòng)力學(xué)
        4.1.1 局域基矢和波包
        4.1.2 拉氏量
    4.2 反鐵磁結(jié)構(gòu)中的內(nèi)電場(chǎng)
        4.2.1 反鐵磁模型
        4.2.2 反鐵磁模型的拉氏函數(shù)
        4.2.3 拉氏函數(shù)下的運(yùn)動(dòng)方程
        4.2.4 動(dòng)量空間的運(yùn)動(dòng)方程
        4.2.5 反鐵磁結(jié)構(gòu)的內(nèi)電場(chǎng)
    4.3 內(nèi)外電場(chǎng)耦合下磁電耦合系數(shù)
        4.3.1 磁電耦合系數(shù)
        4.3.2 外電場(chǎng)下(?)·(?)的隨時(shí)演化
    4.4 結(jié)論
第五章 磁電耦合效應(yīng)對(duì)磁導(dǎo)率以及折射率的影響
    5.1 復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率
    5.2 磁導(dǎo)率與頻率的依賴關(guān)系
    5.3 磁電相互作用下可變的磁導(dǎo)率
    5.4 磁電耦合效應(yīng)下的負(fù)折射率
    5.5 總結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間的研究成果
參與的科研項(xiàng)目
致謝



本文編號(hào)：3695799