研究目的
利用飞秒激光脉冲研究具有不同磁均匀性的[Co60Fe40/Pt]5多层膜的超快磁化动力学,以理解磁畴尺寸和各向异性场对阻尼和进动频率的影响。
研究成果
研究表明,[Co60Fe40/Pt]5多层膜中的阻尼随磁畴尺寸增大而减小,这表明相邻Pt层产生了更强的散射和自旋泵浦效应。进动频率随各向异性场增强而提高。通过微磁模拟与磁力显微镜图像对比,确定了磁化反转的关键参数——交换刚度。这些发现对快速磁器件的设计具有重要参考价值。
研究不足
该研究的局限性在于磁力显微镜(MFM)对极小磁畴尺寸样品的分辨率限制,以及朗道-吉尔伯特(LLG)方程拟合中假设磁化强度均匀饱和。拟合所需的较大朗德g因子值表明可能存在未被考虑的效应,例如Co/Pt界面轨道磁矩的贡献。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用克尔构型下的简并泵浦-探测飞秒激光脉冲装置研究超快磁化动力学,利用朗道-利夫希茨-吉尔伯特方程分析进动动力学。
2:样品选择与数据来源:
[Co60Fe40/Pt]5多层膜通过直流磁控溅射法在室温下制备,采用Ta覆盖层和Pt缓冲层。由于Pt缓冲层生长速率差异,样品磁均匀性存在变化。
3:实验设备与材料清单:
使用钛宝石振荡器产生100飞秒激光脉冲,采用磁力显微镜(MFM)和振动样品磁强计(VSM)进行表征。
4:实验流程与操作步骤:
在低光强条件下进行时间分辨测量,MFM测量在退磁状态下进行,微磁模拟采用MuMax3软件实现。
5:数据分析方法:
通过将实验数据拟合至LLG方程提取进动频率和衰减时间,通过对比微磁模拟结果与MFM图像确定交换刚度。
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