垂直极化电流驱动的反铁磁畴壁动力学研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11604169
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2007.磁学及自旋电子学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The dynamics of magnetic domain walls is of great importance for both the fundamental magnetic theory and the potential application of magnetic materials. Therefore, domain wall motion is a research focus in magnetics. The manipulation of magnetic domain wall motion has been extensively studied in the past few years while relatively few studies focused on the antiferromagnetic domain walls. There are still lots of unknowns for the domain walls in antiferromagnetic materials. Most research on the dynamics of antiferromagnetic domain walls is the theoretical study based on a one-dimensional domain wall model in the framework of the phenomenological equations, sometimes with the help of numerical simulations as well. It is known that an antiferromagnetic domain wall can be moved by an in-plane spin-polarized current or spin waves. In this project, we will use the classical spin model to study the dynamics of antiferromagnetic domain walls driven by a spin-polarized current perpendicular to the plane. We have the following research tasks in this project: (1) to determine whether the pure rotational mode exists for an antiferromagnetic domain wall; (2) to investigate the contributions of the two spin-transfer torques (i.e., a Slonczewski torque and a fieldlike torque) on the dynamics of antiferromagnetic domain walls; (3) to explore the influence of the antisymmetric exchange interaction (Dzyaloshinskii-Moriya interaction) on the dynamics of antiferromagnetic domain walls. Moreover, we will try to obtain the phenomenological equations of antiferromagnetic materials in the presence of Dzyaloshinskii-Moriya interaction based on the classical spin model, and thus to establish the relation between classical spin model and the phenomenological theory. Therefore, a successful evaluation of this project will be a great help for the application of antiferromagnetic materials as well as the understanding of the antiferromagnetic domain wall dynamics.
磁性畴壁动力学的研究对基础理论和磁性材料的应用都有着重要的意义, 也是当代磁学界研究的热点问题之一。以前人们主要集中研究了铁磁畴壁运动,但对反铁磁畴壁运动的研究较少。至今为止,反铁磁畴壁运动的基本规律尚不完全清楚。当前研究反铁磁畴壁动力学的方法主要是通过唯象理论对一维畴壁进行理论分析,有时也借助于数值模拟。对反铁磁的研究主要集中在面内自旋极化电流、自旋波诱发的畴壁动力学上。本课题拟基于经典自旋模型对垂直极化电流驱动下的反铁磁畴壁动力学进行研究, 具体的研究任务为:(1)确定反铁磁畴壁是否存在纯翻转的运动模式;(2)讨论两种自旋转移矩对反铁磁畴壁运动的贡献;(3)研究反对称交换作用对畴壁运动的影响。此外,我们将尝试得到在考虑反对称交换作用下的唯象反铁磁动力学方程,进而建立经典自旋模型和唯象理论之间的联系。这些研究将有助于加深对反铁磁畴壁动力学的认识,对反铁磁的具体应用也会起到促进作用。

结项摘要

与铁磁材料相比,反铁磁材料具有工作频率高以及偶极相互影响较小等优点。本项目针对反铁磁体系的动力学特点,通过对比反铁磁体系与铁磁体系的差异,预测了反铁磁体系中可能存在磁子的颤动现象(Zitterbewegung)。我们研究了旋转磁场以及极化电流驱动的反铁磁畴壁的动力学,发现: (1)在DMI存在时旋转磁场可以有效的驱动反铁磁畴壁;(2)反铁磁畴壁在垂直极化电流驱动下可以出现纯翻转的模式,当电流密度较大时可以诱发螺旋波。此外,在项目执行期间我们开发了支持GPU加速的微磁学软件包JuMag。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Driving chiral domain walls in antiferromagnets using rotating magnetic fields
使用旋转磁场驱动反铁磁体中的手性畴壁
  • DOI:
    10.1103/physrevb.97.184418
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Pan Keming;Xing Lingdi;Yuan H Y;Wang Weiwei
  • 通讯作者:
    Wang Weiwei
Magnetic excitations of skyrmions in antiferromagnetic-exchange coupled disks
反铁磁交换耦合盘中斯格明子的磁激发
  • DOI:
    10.1063/1.5042794
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Lingdi Xing;Dayin Hua;Weiwei Wang
  • 通讯作者:
    Weiwei Wang
Static and dynamic characteristics of magnetism in permalloy oval nanoring by micromagnetic simulation
微磁模拟坡莫合金椭圆纳米环磁性的静态和动态特性
  • DOI:
    10.1016/j.jmmm.2018.11.049
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Magnetism and Magnetic Materials
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Mu Congpu;Jing Juntong;Dong Jiyu;Wang Weiwei;Xu Jianghong;Nie Anmin;Xiang Jianyong;Wen Fusheng;Liu Zhongyuan
  • 通讯作者:
    Liu Zhongyuan
Skyrmion states in thin confined polygonal nanostructures
薄限制多边形纳米结构中的斯格明子态
  • DOI:
    10.1063/1.5022567
  • 发表时间:
    2018-03-07
  • 期刊:
    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Pepper, Ryan Alexander;Beg, Marijan;Fangohr, Hans
  • 通讯作者:
    Fangohr, Hans
Magnonic analog of relativistic Zitterbewegung in an antiferromagnetic spin chain
反铁磁自旋链中相对论 Zitterbewegung 的磁模拟
  • DOI:
    10.1103/physrevb.96.024430
  • 发表时间:
    2016-11
  • 期刊:
    Physical Review B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Wang Weiwei;Gu Chenjie;Zhou Yan;Fangohr Hans
  • 通讯作者:
    Fangohr Hans

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其他文献

普通小麦TaSEC14p-5基因的克隆及表达分析
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1674-7968.2016.08.003
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • DOI:
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  • 期刊:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    王伟伟;罗小平;李哲;胡志鹏;董国义;韦志仁;高平
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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