Моделирование перемагничивания пластины терфенола упругими импульсами

Оглавление……………………………………………………………………...…2 Введение………………………………………………………………………….. 3 Глава 1. Обзор литературы ..…………………………………………………......5 1.1. Перемагничивание ферромагнетика………………………………………...5 1.2. Намагниченность магнитоупорядоченных сред …………………………...6 1.3. Уравнения движения вектора намагниченности …………………………..7 1.4. Схемы переключения наномагнетиков ………………………………........12 1.4.1. Переключение с произведенным током магнитного поля……………...12 1.4.2. Переключение наномагнетика со спин-крутящим моментом вращения13 1.4.3. Спиновый момент вращения с помощью спинового эффекта Холла ....17 Глава 2. Переключение намагниченности в пластине терфенола с помощью ультракоротких акустических импульсов...………………………………… 21 2.1. Эффекты сверхбыстрого перемагничивания …………….……………….21 2.2. Основные уравнения………………………………………………………23 Заключение……………………………………………………………………….34 Список использованной литературы…………………………………………...35

[1] Нудлер Г.И. Электротехника и Электрооборудование зданий:Учебник для техникумов [Текст] / Г.И. Нудлер, И.К. Тульчин .-М.:Высш. Школа, 1978.-256 с. [2] Боровик Е.С. Лекции по магнетизму. [Текст] / Е.С. Боровик , В.В. Еременко, А.С. Мильнер. 3-е изд. перераб. и доп. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. – 512 с. [3] Datta S. What constitutes a nanoswitch? [Text] / S. Datta ,V.Q. Diep //ch 2, p 15 (2015) [4] Salehi-Fashami M. Hybrid straintronics and voltage-controlled-magnetic-anisotropy: Precessional switching of a perpendicular anisotropy magneto-tunneling junction without a magnetic field [Text] / Salehi-Fashami M. Atulasimha J and Bandyopadhyay // S 2012 Nanotechnology 23 105201 [5] Slonczewski J.C. Current-driven excitation of magnetic multilayers [Text] / J.C. Slonczewski // Magn. Mater. 159 L1 (1996) [6] Berger L. Emission of spin waves by a magnetic multilayer traversed by a current. [Text] / L. Berger // Phys. Rev. B 54 9353 (1996) [7] Sun J.Z. Spin-current interaction with a monodomain magnetic body: a model study [Text] / J.Z. Sun // Phys. Rev. B 62 570 (2000) [8] Ralph D.C. Spin transfer torques [Text] / D.C. Ralph and M.D.Stiles // J. Magn. Magn. Mater. 320 1190 (2008) [9] Sankey J.C. Measurement of the spin transfer torque vector in magnetic tunnel junctions [Text] / J.C. Sankey, Y.T. Cui, J.Z. Sun, J.C. Slonczewski, R.A. Buhrman and D.C. Ralph // Nat. Phys. 4 67 (2008) [10] Kubota H. Quantitative measurement of voltage dependence of spin-transfer torque in MgO-based magnetic tunnel junctions [Text] / H. Kubota // Nat. Phys. 4 37 (2008) [11] Camsari K.Y. Modular approach to spintronics [Text] / K.Y. Camsari, S. Gangulay and S. Datta // Sci. Rep. 5 10571 (2015) [12] Wang K.L. Low-power non-volatile spintronic memory: STT-RAM and beyond [Text] / K.L. Wang, J.G. Alzate and P. Khalili-Amiri // J. Phys. D: Appl. Phys. 46 074003 (2013) [13] Wang K.L. Nonvolatile spintronics: perspectives on instant-on non-volatile nanoelectronic systems [Text] / K.L. Wang and P. Khalili-Amiri // Spin 2 1250009 (2012) [14] Li Z. Thermally assisted magnetization reversal in the presence of a spin-transfer torque [Text] / Z. Li and S. Zhang S // Phys. Rev. B 69 134416 (2004) [15] Prejbeanu I.L. Thermally assisted switching in exchange-biased storage layer magnetic tunnel junctions IEEE [Text] / I.L. Prejbeanu, W. Kula, K. Ounadjela, R.C. Sousa, O. Redon, B. Dieny and J.P. Nozieres //Trans. Magn. 40 2625 (2004) [16] Prejbeanu I.L. Thermally assisted MRAM [Text] / I.L. Prejbeanu, M. Kerekes, R.C. Sousa, H. Sibuet, O. Redon, B. Dieny and J.P. Nozieres // J. Phys.: Condens. Matter 19 165218 (2007) [17] Bedau D. Spin-transfer pulse switching: from the dynamic to the thermally activated regime [Text] / D.Bedau, H. Liu, J.Z. Sun, J.A. Katine, E.E. Fullerton, S. Mangin and A.D. Kent // Appl. Phys. Lett. 97 262502 (2010) [18] Liu L. Spin-torque switching with the giant spin Hall effect of tantalum [Text] / L. Liu, C.F.Pai, Y. Li, H.W. Tseng, D.C. Ralph and R.A. Buhrman //Science 336 555 (2012) [19] Pai C.F. Spin transfer torque devices utilizing the giant spin Hall effect of tungsten [Text] / C.F. Pai, L.Liu, Y. Li, H.W. Tseng, D.C. Ralph and R.A. Buhrman //Appl. Phys. Lett. 101 122404 (2012) [20] Niimi Y. Giant spin Hall effect induced by skew scattering from bismuth impurities inside the thin film CuBi [Text] / Y. Niimi, Y. Kawanishi, D.H. Wei, C. Deranlot, H.X. Yang , M. Chishiev, T. Valet, A. Fert and Y. Otani // Phys. Rev. Lett. 109 156602 (2012) [21] Edelstein V.M. Spin polarization of conduction electrons induced by electric current in two dimensional asymmetric electron systems [Text] / V.M. Edelstein // Solid State Commun. 73 233 (1990) [22] Chernyshov A. Evidence for reversible control of magnetization in a ferromagnetic material by means of spin–orbit magnetic field [Text] / A. Chernyshov, M. Overby, X.Liu, J.K. Furdyna, Y. Lyanda-Geller and L.P. Rokhinson // Nat. Phys. 5 656 (2009) [23] Bychkov Y.A. Oscillatory effects and the magnetic susceptibility of carriers in inversion layers [Text] / Y.A. Bychkov and E.I. Rashba // J. Phys. C: Solid State Phys. 17 6039 (1984) [24] Bandyopadhyay S. Introduction to Spintronics [Text] / S. Bandyopadhyay S. and M. Cahay // FL: CRC Press (2015) [25] Liu L. Spintorque ferromagnetic resonance induced by the spin Hall effect [Text] / L.Liu , T. Moriyama , D.C. Ralph and R.A. Buhrman // Phys. Rev. Lett. 106 036601 (2011) [26] Bhowmik D. Spin Hall effect clocking of nanomagnetic logic without a magnetic field [Text] / D.Bhowmik, Y.L. Salahuddin // Nat. Nanotechnol. 9 59 (2014) [27] Sayed S. Spin funneling for enhanced spin injection into ferromagnets [Text] / S. Sayed, V.Q. Diep, K.Y. Camsari // Sci. Rep. 6 28868 (2016) [28] E. Beaurepaire. Ultrafast Spin Dynamics in Ferromagnetic Nickel [Text] (1996) [29] L.Landay and E.Lifshithz. Sowjetunion 8 [Text] (1935) [30] T.L.Gilbert. Capacitively Driven Global Interconnect with Magnetoelectric Switching Based Receiver for Higher Efficiency[Text] (2004) [31] J.-Y. Bigot. Excitation of high-frequency magnon modes in magnetoelastic films by short strain pulses [Text] (2005) [32] C. Thomsen. High acoustic strains in Si through ultrafast laser excitation of Ti thin-film transducers[Text] (1986) [33] A.V. Scherbakov. Hypersonic properties of monodisperse spherical mesoporous silica particles [Text] (2010) [34] L. Thelevand Effect of picosecond strain pulses on thin layers of the ferromagnetic semiconductor [Text] (2010) [35] J.Kim Ultrafast Magnetoacoustics in Nickel Films [Text] (2010) [36] S.C. Vasmanidis Nanomechanical measurements of Magnetostriction and Magnetic anisotropy [Text] (2005) [37] A.E. Clark. Handbook of the Physics and Chemistry of Rare Earth [Text] (1982) [38] C.H. Back. Spin-Orbit Coupling of Conduction Electrons in Magnetization Switching [Text] (1998) [39] C.D. Stanciu. Light–induced magnetization reversal of high-anisotropy TbCo alloy films [Text] (2007) [40] K. Vahaplar. Manipulation of Ferromagnets by the Spin-Selective Optical Stark Effect [Text] (2009) [41] D. Steil. Thermally assisted MRAM [Text] (2011) [42] A. Hassdenteufel. Ultrafast magnetization dynamics in pure and doped Heusler and inverse Heusler alloys [Text] (2012) [43] T.A. Ostler. Spin-torque switching with the giant spin Hall effect of tantalum [Text] (2012) [44] M. Ciria. Multiferroic Micro-Motors With Deterministic Single Input Control [Text (2004) [45] A. Mougin. Epitaxial self-organization: from surfaces to magnetic materials [Text] (2000) [46] M.S. Fashami. Spin polarization of conduction electrons induced by electric current in two dimensional asymmetric electron systems [Text] (2011) [47] Chernyshov A. Evidence for reversible control of magnetization in a ferromagnetic material by means of spin–orbit magnetic field [Text] (2009) [48] Bychkov Y.A. Oscillatory effects and the magnetic susceptibility of carriers in inversion layers [Text] (1984) [49] Temnov V. Detection os shoter-than-skin-depth acoustic pules in a metal fil via transient reflectivity [Text] (2013). [50] N. Chigarev. Magnetization switching by ultrashort acoustic pulses [Text] (2011) [51] M. Masuda. Spin Hall effect clocking of nanomagnetic logic without a magnetic field [Text] (1988) [52] B. Hebler. Roles of heating and helicity in ultrafast all-optical magnetization switching in TbFeCo [Text] (2013) [53] I. Razdolski. Amplication of the photocurrent in SiO2 [Text] (2012). [54] E.R. Dobbs. Strong reduction of the coercivity by a surface acoustic wave in an out-of-plane magnetized epilayer [Text] (2016). [55] R.L. Thomas. Precessional magnetization switching by a surface acoustic wave [Text] (2015).

Глава 1. Обзор литературы 1.1. Перемагничивание ферромагнетика Перемагничивание ферромагнетика связано с поворотом областей спонтанной намагниченности. Работа, необходимая для этого, совершается за счет энергии внешнего магнитного поля. Можно показать, что количество теплоты, выделяющейся при перемагничивании, пропорционально площади петли гистерезиса. Перемагничивание ферромагнетиков может происходить двумя различными процессами: смещением доменных границ (постепенный рост доменов, ориентированных по направлению внешнего поля, за счет других доменов) и вращением вектора намагниченности в сторону внешнего поля. Время протекания процессов и определяет скорость перемагничивания ферромагнетика. Принципиальным отличием тонких пленок от объемных ферромагнетиков является то, что при небольших значениях перемагничивающего поля они могут перемагничиваться преимущественно вращением вектора намагниченности.