自旋波在十字交叉形磁性纳米线中的微磁模拟研究

张佳超 王瑞方

摘要：由铁磁性纳米线组成的自旋波导线路将不可避免地发生线路交叉。在交叉区域磁矩呈现明显不均匀分布，它对自旋波的散射作用可以等效地视为一个自旋波“势垒”。文章通过微磁模拟方法研究了在不同交变频率外场激发的自旋波在十字交叉形坡莫合金纳米线中的传播特性，发现势垒对自旋波传播的影响与场源频率有关。

关键词：自旋波；十字交叉形；磁性纳米线；势垒；微磁模拟 文献标识码：A

中图分类号：TQ31 文章编号：1009-2374（2016）17-0013-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.006

1 微磁模拟

我们设计的十字交叉纳米线如图1（a）所示。底部的坡莫合金纳米线（以下简称L1）长l1为3000nm，宽w1为100nm，厚度h1为5nm。在x=1500nm处，在L1上叠放一个长度l2=200nm、宽度w2=10nm、厚度h2=10nm的坡莫合金纳米线（以下简称L2）。两条纳米线夹角为90度。我们设置纳米线L1的初始态磁矩沿+x方向，而纳米线L2中磁矩沿+y方向。然后样品在零场条件下弛豫到稳定状态。达到稳态时，纳米线L1中心区域的磁矩分布如图1（b）所示。在以交叉部位为中心、宽度约200nm范围内形成了一个磁畴壁（如图中虚线区域所示）。我们利用微磁模拟软件LLG Simulator对样品的磁矩动力学进行数值计算。计算中材料的磁性参数设置为坡莫合金的常用值，即交换作用常数Aes=1.3×1011J/m、饱和磁化强度Ms=800×10-3A/m、吉尔伯特衰减常数α=0.01、磁晶各向异性为零。元胞尺寸为2.5×5×5nm3。在纳米线L1两端250nm区域内，阻尼常数α从0.01逐渐增加到1，以避免自旋波在纳米线边界的反射。

2 结果

为了观察自旋波在不同频率下的传播图样，我们在处施加方向的局域振荡磁场以激发自旋波。……