自旋轨道矩驱动垂直磁性多层膜器件磁化翻转的研究的开题报告.docx

自旋轨道矩驱动垂直磁性多层膜器件磁化翻转的研究的开题报告
一、研究背景与意义
磁性多层膜器件是当今计算机、储存器等电子设备中广泛应用的一种重要材料。由于其在信息存储方面的独特性能，磁性多层膜器件被广泛应用于高速读写头、磁盘、磁记录和磁存储器等领域。其中，垂直磁性多层膜技术是近年来备受关注的研究方向，其具有较高的存储密度、较低的磁漏磁等特点，同时也提高了数据访问速度。
然而，磁性多层膜器件的可靠性和稳定性仍然是一个亟待解决的问题。磁反转不稳定是影响器件可靠性和稳定性的主要因素之一。而自旋轨道矩磁化翻转可以通过改变自旋轨道耦合的方向、强度和能量来实现，具有更高的磁反转临界场、更低的磁化崩溃率和更高的磁换能障，因此在提高器件可靠性和稳定性方面有着广泛应用前景。
本研究旨在通过理论计算和实验研究的结合，探究自旋轨道矩驱动垂直磁性多层膜器件的磁化翻转机制和规律，提高磁性多层膜器件的可靠性和稳定性，为其在未来信息领域的发展提供理论和技术支持。
二、研究内容和方法
本研究的主要研究内容为：自旋轨道矩驱动垂直磁性多层膜器件的磁化翻转。具体研究内容包括以下两个方面：
1.自旋轨道矩驱动机制分析和理论计算。通过分析自旋轨道耦合引起的能量势垒和磁场分布等因素，建立自旋轨道矩驱动的理论模型，计算磁化翻转所需的磁场强度、磁再结合能、磁场方向和自旋轨道耦合的强度等参数。
2.实验研究和数据分析。采用激光脉冲磁化翻转技术，对制备的垂直磁性多层膜器件进行磁化翻转实验，记录磁场强度、磁化曲线和磁化翻转时间等数据，并对实验数据进行分析和处理，探究磁化翻转机制及其规律。
三、预期研究成果
通过本研究的理论计算和实验研究，预期取得以下研究成果：
1.深入理解自旋轨道矩驱动垂直磁性多层膜器件的磁化翻转机制和规律，为其在信息存储方面的应用提供理论和技术基础。
2.提高垂直磁性多层膜器件的可靠性和稳定性，为其在计算机、储存器等领域的应用提供更好的支持和保障。
3.推动磁性材料和器件领域的进一步研究和发展，增强我国在信息技术领域的国际竞争能力。
四、研究时间安排
本研究计划于2022年9月开始，时长为两年。具体时间安排如下：
第一年：
1.建立自旋轨道矩驱动的理论模型，进行理论计算和分析；
2.制备垂直磁性多层膜器件，并进行基础性试验和性能测试；
3.完成中期答辩和进度报告。
第二年：
1.进一步开展自旋轨道矩驱动垂直磁性多层膜器件的磁化翻转实验，记录数据并进行分析；
2.发表学术论文，参加学术会议和交流活动；
3.完成毕业论文，并进行答辩。
五、研究所需资源
本研究所需资源主要包括以下几个方面：
1.实验室资源：提供充足的实验室设备和实验材料，包括薄膜制备设备、磁化翻转实验设备、计算机等。
2.研究经费：提供一定的研究经费，用于购买实验材料、支付实验设备的使用费、参加学术会议和交流活动等。
3.指导资源：提供专业指导，包括指导老师、实验室助理等。
4.学术资源：提供丰富的学术资源，包括图书馆、学术期刊、数据库等。
以上资源能够大大提高本研究的实验成功率和研究成果质量，同时也是本研究能否成功完成的保障。