马晓萍 杨宏国 李昌锋 刘有继 朴红光

(三峡大学理学院, 宜昌 443002)

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.

1 引 言

当铁磁体的尺寸降至微米或纳米的数量级时,会在其内部出现很多有趣的磁性结构, 如磁涡旋、斯格明子、自旋冰等[1−3].其中软铁磁纳米盘中的磁涡旋的极性(涡旋核的方向)和旋性(面内磁化的旋转方向)都只有两个方向(朝上或朝下, 顺时针(CW)或逆时针(CCW)), 可作为携带信息的载体.磁涡旋态非常稳定, 和单畴态相比其杂散场很小, 因而可以更紧密地排列在一起.并且磁涡旋的尺寸可低至几十个纳米, 这些优点都使得磁涡旋在高密度磁存储、磁记录等方面具有广阔的应用前景[4−6].基于磁涡旋极性或旋性的信息存储要求人们能很好地控制磁涡旋极性或旋性的反转.目前为止, 对磁涡旋极性反转的研究广泛而深入, 反转时间可低至小于100 ps[7], 激励外磁场的磁感应强度可低至几个mT[8,9], 激励场的方式也是多种多样的……