非线性耗散与Rashba效应下六角磁致伸缩材料中曲壁动力学的机理研究

《International Journal of Engineering Science》：Dynamics of curved domain walls in hexagonal magnetostrictive materials with nonlinear dissipation and Rashba effects

本文采用扩展的Landau–Lifshitz–Gilbert（ELLG）方程，深入解析了压电-磁致伸缩（PZ–MS）异质结中曲型磁畴壁（DW）的稳态动力学。研究揭示了平均曲率、Rashba场、磁弹耦合及非线性耗散间的复杂相互作用，为开发高性能自旋电子存储器与逻辑器件提供了关键理论依据。

　　

^亮点

恒定曲率表面的曲壁动力学

本节定量展示了第3节中获得的解析结果，通过对具有恒定曲率的表面（特别是球面和柱面）进行磁畴壁（DW）建模来实现。使用从文献中选取的实际数值（见表1），对解析结果进行了数值模拟。

^结论

本研究对混合压电-磁致伸缩（PZ–MS）异质结构中的曲型磁畴壁（DW）动力学进行了分析研究，同时考虑了稳态动态范围内施加磁场、自旋极化电流、磁弹效应、压电诱导应变、Rashba场以及非线性粘性-干摩擦耗散的影响。该分析使用了约化摄动法，为理解这些因素的相互作用提供了一个系统性框架。

我们的研究结果揭示了平均曲率、Rashba场、磁弹耦合和非线性耗散之间复杂的相互作用，它们共同决定了磁致伸缩层中磁畴壁的传播行为。具体而言，我们发现曲面的几何形状（如平面、球面、柱面）和曲率半径对磁畴壁运动的关键参数（如速度、迁移率、脱钉阈值和Walker breakdown条件）有显著影响。与平面磁畴壁相比，曲型磁畴壁通常表现出更高的驱动阈值和更复杂的动态行为。Rashba场的存在强烈影响了磁畴壁的速度和稳定性，拓宽了稳态运动区域。此外，非线性耗散机制增强了钉扎效应，提高了启动磁畴壁运动所需的外部刺激阈值。这些发现与近期研究在定性上表现出良好的一致性，为设计和优化基于曲型磁畴壁的新型自旋电子器件提供了重要的理论指导。