《铁磁系统的非线性动力学》

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该项目主要研究铁磁系统的非线性动力学特性,共发表SCI检索学术科研论文18篇,主要研究结果均发表在国际知名物理期刊物理评论(Phys.Rev.A、Phys.Rev.B)、美国物理年报(Ann.Phys.(N.Y.))、光通讯(Opt.Commun.)和应用物理(J.Appl.Phys.)上。8篇代表作的SCI他引99次;被Phys.Rev引用27次。主要研究结果受到B.A.Malomed、Anatoly Abrashkin and Alexander Soloviev、M.Lakshmanan和V.N.Serkin等物理学家的关注和引用。主要内容有:1.玻色铁磁系统:以物理实现的著名Salerno模型为研究对象,考虑同一格点上玻色子之间的碰撞相互作用和格点与格点间光场(磁场)长程偶极相互作用,讨论了首次物理实现的Salerno模型(光格子中旋量玻色-爱因斯坦凝聚体)的磁畴壁动力学;基于磁场调节散射长度和外势场实现了玻色-爱因斯坦凝聚体的非自治模型,通过Fesbach共振技术控制孤子的特性,阐述均匀分布玻色-爱因斯坦凝聚体调制不稳定性过程;揭示外势作用下玻色-爱因斯坦凝聚体的怪波形成机制,怪波形成主要是源于能量的积累和原子趋向中心,在不稳定的怪波中原子的衰减率可以被外势有效控制,为海洋学上解释怪波提供借鉴。2.费米铁磁系统以自旋极化电流驱动的铁磁纳米线为模型,解析了自旋矩对磁畴壁和磁孤子动力学的影响,解释了磁畴壁运动的螺距效应,给出高于(低于)临界电流时自旋矩的不同作用;讨论自旋矩作用下垂直各向异性铁磁纳米线中自旋波与磁孤子的相互作用,在极限条件下得到自旋矩驱动激发的新颖磁怪波,深入分析了磁怪波形成机制和磁振子密度变化等特性,发现自旋矩的新作用,即能够调节磁振子在背景和孤子间的交换率。基于包含自旋矩的Landau-Lifshitz-Gilbert方程,发现自旋极化电流和钉扎层磁矩的变化会改变磁场激发的铁磁共振谱,包括共振磁场、共振线宽、进动轴、进动频率等。全电流铁磁共振可通过调节直流电流密度或者交流电流频率来实现,进动频率、磁矩的平衡位置、共振线宽和位置以及能量的泵浦和耗散均可通过改变电流密度和钉扎层磁化强度的取向来调节。以自旋极化电流作用下的磁多层膜为研究对象,详细分析了电流和钉扎层的磁化强度取向共同调控的自由层中磁化强度运动的稳定性,给出了平行、反平行、平面内及平面外等组态的相图,为未来实现自旋控制的微电子学器件提供了理论基础。

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