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纳米尺寸自旋阀中电流驱动的自旋波发射: 2008年; 提出了在纳米赝自旋阀中的电流感应自旋传输矩的磁动力学描述,成功地解释了在磁纳米多层结构中的电流驱动微波发射和电流感应磁化翻转现象。自旋流极化由在电导匹配时的自旋流和化学势连续性边界条件决定。自旋矩的纵向和横向分量在自旋阀的电流驱动微波发射和电流感应磁化翻转现象中扮演了不同的角色:纵向自旋矩分量决定了电流感应磁化翻转(CIMS)效应,而横向自旋矩是自旋波发射(SWE)效应所不可缺少的。根据这一理论,由LLG方程自然得到自旋波发射的双模,分别为横向自旋矩引发的X和Y方向的振动,并引起磁多层电阻以频率2w或w(进动频率)随时间变化。磁场和自旋流共同决定了自旋波发射的频率和功率,这一理论预言了某种特殊的磁多层结构,如磁层相互垂直的结构,将具有大得多的微波发射效率,这一结论已经被实验所证实。; 胡九宁陈培毅张磊任敏董浩邓宁

电流驱动磁化翻转中的热效应被引量：1: 2009年; 从理论上研究了电流驱动磁开关中的热效应,在Neel-Brown弛豫时间理论和Li等的有效温度的工作基础上作了改进.在对称系综模型的Landau-Lifshitz-Gilbert和Fokker-Planck方程的基础上,分析了电流驱动磁动力学开关过程和电流引起磁势能的变化,提出一个新的电流感应磁势垒降低模型.新模型是非线性的,与Li等的有效温度模型不同.在此模型的基础上,讨论了开关临界电流对温度、开关时间的依赖关系,理论与实验相符合.对电流引起的样品温升的实验曲线进行了修正,实验结果与文中的非线性势垒降低模型一致.此外由实验确定了磁开关的本征开关电流Ic0、尝试时间τ0和本征势垒Eb0.; 董浩任敏张磊邓宁陈培毅; 关键词：热效应 FOKKER-PLANCK方程

Symmetry ensemble theory of the spin wave emitting effect driven by current in nanoscale magnetic multilayers被引量：1: 2009年; This paper proposes a symmetry ensemble model for the magnetic dynamics caused by spin transfer torque in nanoscale pseudo-spin-valves,in which individual spin moments in the free layer are considered as subsystems to form a spinor ensemble.The magnetization dynamics equation of the ensemble was developed.By analytically investigating the equation,many magnetization dynamics properties excited by polarized current reported in experiments,such as double spin wave modes and the abrupt frequency jump,can be successfully explained.It is pointed out that an external field is not necessary for spin wave emitting(SWE) and a novel perpendicular configuration structure can provide much higher SWE efficiency in zero magnetic field.; 任敏张磊胡九宁董浩邓宁陈培毅; 关键词：对称性理论自旋波磁性多层膜自旋动力学

对称磁多层结构纳米自旋传输矩微波振荡器被引量：1: 2010年; 提出一种新型的电流驱动对称磁多层结构纳米自旋传输矩微波振荡器结构。由两个铁磁膜组成,具有相同厚度,中间被一薄的非磁层隔开。纳米磁多层柱的上、下都有金属层作为电极。一个恒定不变的直流电流垂直通过该磁多层结构时,产生自旋极化和自旋传输矩,并施加自旋矩于每一磁层。当电流超过临界值时,引起两个磁膜的磁化矢量交替翻转方向,并导致磁多层电阻的周期性变化,从而产生稳定的微波振荡。振荡频率与电流呈线性关系,变化范围1～100GHz。微波功率也可以用电流调节,范围在1μW～1mW。; 董浩陈培毅邓宁

热效应对电流驱动磁开关的影响: 2009年; 回顾了热助磁开关理论的发展,包括了Neel-Brown弛豫时间理论和Z.Li小组的有效温度或势垒降低模型,前者很好地解释了磁场驱动磁化矢量翻转的热开关过程,但是不能解释电流驱动磁开关工作机理;后者弥补了Neel-Brown理论的不足,较好地说明了电流驱动的磁开关机制,与实验基本符合。有效温度模型解释了开关电流随温度和测量脉冲宽度的下降;按照不同的脉冲宽度划分了开关的热开关和磁动力学开关工作区。在热开关区,临界电流较小,具有低的功耗,但是器件临界电流随温度而变,工作不够稳定且开关速度较慢;在磁动力学开关区,开关速度高,临界电流不随温度变化,工作稳定,但是功耗较大。实际应用中,应考虑适当的折衷。; 董浩陈培毅张磊任敏邓宁; 关键词：热效应 FOKKER-PLANCK方程

电流感应磁化翻转效应的改进的系综模型被引量：1: 2009年; 运用宏观双通道扩散模型研究了赝自旋阀结构中的自旋相关输运过程,考虑到磁化强度矢量的横向分量的影响,建立了自由层磁化强度矢量的动力学方程,利用自旋流连续和化学势差连续作为边界条件.理论计算求解了电流感应磁化翻转效应中的临界电流,解释了铁磁层和非磁层电导率匹配问题和纵向场对电流感应磁化翻转效应中临界电流的影响.; 张磊胡九宁任敏董浩邓宁陈培毅

量子计算与超导量子计算机被引量：4: 2009年; 量子计算是一种基于量子力学相干叠加原理的新型计算体系,具有超越传统计算体系的优越性能。超导量子计算因为其在规模可扩展性方面的潜力而得到广泛的重视。超导约瑟夫森结是超导量子计算机方案中的关键器件,可用来控制超导体中的宏观波函数。阐述了量子计算的发展和优势,介绍了约瑟夫森结的原理以及三种超导量子比特的特性,并分析了面临的挑战。; 王吉林刘建设陈培毅; 关键词：量子计算宏观量子效应约瑟夫森结超导量子比特

纳米磁多层结构中电流驱动自旋波发射: 2008年; 回顾了纳米磁多层结构中电流感应自旋矩传输和电流驱动磁化矢量进动引起的自旋波发射等新量子效应的研究现状及发展。基于该效应的纳米磁多层微波振荡器件具有结构简单、无须外加磁场、容易集成等特点,在现代通信领域具有广阔的应用前景,备受国内外研究者的关注。介绍了自旋波发射效应的理论处理方法和实验研究进展,讨论了自旋波发射器件的工作原理和铁磁膜的磁化方向、外磁场方向、大小及驱动电流对器件性能的影响。目前研制的器件的效率较低、振荡功率小,采用新的垂直磁化结构有助于解决上述问题。; 陈培毅胡九宁任敏张磊邓宁; 关键词：巨磁阻电流驱动

用外磁场控制电流感应磁化翻转效应中的临界电流方法被引量：9: 2008年; 应用基于磁动力学方程的宏观唯象模型,研究了弱外磁场下纳米尺度赝自旋阀结构的电流感应磁化翻转效应.在统一考虑铁磁/非磁界面的自旋相关散射以及铁磁层中的自旋积累和弛豫过程后,给出了赝自旋阀结构在弱外磁场下的磁化翻转条件和临界电流.对该效应的数值计算解释了弱外磁场下赝自旋阀结构的电阻-电流回线的偏移,并给出了用外磁场控制电流感应磁化翻转效应中的临界电流方法.; 张磊任敏胡九宁邓宁陈培毅; 关键词：外磁场临界电流

基于磁动力学方程的电流感应磁化翻转效应的宏观模型被引量：4: 2007年; 提出了一个基于磁动力学方程的宏观唯象理论模型,对纳米级赝自旋阀结构的电流感应磁化翻转效应给出了明晰的物理解释:流入自由层的净自旋流和自由层内的自旋弛豫过程的共同作用,导致自由层总磁矩随时间的改变,甚至产生磁化方向的翻转.模型将“铁磁/非铁磁”界面的自旋相关散射,以及铁磁层中的自旋积累和弛豫过程,统一于宏观的磁动力学方程中.通过求解该方程的解析解,给出了赝自旋阀在电流激励下的磁化翻转条件和临界电流密度的表达式.对该效应的定性解释和数值模拟结果都和实验报道良好符合.根据模型分析了影响临界电流密度的诸因素,并指出提高器件性能的途径.; 任敏张磊胡九宁邓宁陈培毅; 关键词：自旋电子学

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国家教育部博士点基金(20060003067)

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