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切边纳米铁磁盘对中磁涡旋旋性的磁场调控

马晓萍 杨宏国 李昌锋 刘有继 朴红光

马晓萍, 杨宏国, 李昌锋, 刘有继, 朴红光. 切边纳米铁磁盘对中磁涡旋旋性的磁场调控[J]. 机械工程学报, 2021, 70(10): 107502. doi: 10.7498/aps.70.20201995
引用本文: 马晓萍, 杨宏国, 李昌锋, 刘有继, 朴红光. 切边纳米铁磁盘对中磁涡旋旋性的磁场调控[J]. 机械工程学报, 2021, 70(10): 107502. doi: 10.7498/aps.70.20201995
Ma Xiao-Ping, Yang Hong-Guo, Li Chang-Feng, Liu You-Ji, Piao Hong-Guang. Control of magnetic vortex circulation in one-side-flat nanodisk pairs by in-plane magnetic filed[J]. JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, 2021, 70(10): 107502. doi: 10.7498/aps.70.20201995
Citation: Ma Xiao-Ping, Yang Hong-Guo, Li Chang-Feng, Liu You-Ji, Piao Hong-Guang. Control of magnetic vortex circulation in one-side-flat nanodisk pairs by in-plane magnetic filed[J]. JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, 2021, 70(10): 107502. doi: 10.7498/aps.70.20201995

切边纳米铁磁盘对中磁涡旋旋性的磁场调控

doi: 10.7498/aps.70.20201995
详细信息
    通讯作者:

    E-mail: hgpiao@ctgu.edu.cn

  • 中图分类号: 75.75.-c, 75.75.Jn, 75.78.Cd, 85.70.Li

Control of magnetic vortex circulation in one-side-flat nanodisk pairs by in-plane magnetic filed

More Information
  • 摘要: 铁磁纳米盘中的磁涡旋态因稳定性高, 并且其面内磁化的旋转方向具有天然的二向性(顺时针(CW)和逆时针(CCW)), 可以作为信息存储的一个比特单元而成为最近研究的热点. 基于磁涡旋旋性的信息存储要求人们能够独立地控制磁涡旋的旋转方向. 从旋性的角度考虑, 在一对纳米盘中可能出现四种磁涡旋基态, 即(CCW, CCW), (CCW, CW), (CW, CCW)和(CW, CW). 本文通过引入厚度不同且切边的纳米磁盘对, 并对其施加面内磁场来实现对四种涡旋基态的独立控制, 并通过微磁学模拟证明了这种方法的可行性.

     

  • 图  厚度t不同的两对切边的纳米盘的形状和尺寸

    Figure  1.  Geometry and dimension of one-side-flat nanodisk pairs with different thickness t.

    图  厚度(a) t = 50 nm和(b) t = 20 nm的纳米盘的磁滞回线. 图中的颜色和箭头代表xy平面内的磁化方向, 黑色和白色的点分别代表方向朝下和朝上的磁涡旋核. 当磁感应强度从150 mT减小至0 mT时, 厚度为(c) 50 nm和(d) 20 nm的纳米盘的能量密度的变化

    Figure  2.  Hysteresis loops of (a) t = 50 nm and (b) t = 20 nm nanodisks. The color map as well as the arrows inside the nanodisks represents the magnetization directions in xy plane, and the black and white dots represent downward and upward magnetic vortex core, respectively. Variation of the energy density for (c) t = 50 nm and (d) t = 20 nm nanodisks when the magnetic filed is swept from 150 mT to 0 mT.

    图  (a) Pair A和(b) Pair B的磁滞回线. (c) Pair A和(d) Pair B在不同磁感应强度下的磁化分布图

    Figure  3.  Hysteresis loops of (a) nanodisk Pair A and (b) nanodisk Pair B. The snapshots of local magnetization distribution of nanodisk (c) Pair A and (d) Pair B under different external magnetic field.

    图  在Pair B中得到旋性相同(CCW, CCW)的两个磁涡旋

    Figure  4.  Formation of the magnetic vortices with the same circulations (CCW, CCW) in nanodisk Pair B.

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出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-26
  • 修回日期:  2020-12-28
  • 网络出版日期:  2021-05-27
  • 发布日期:  2021-05-27

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