近期，中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心，提出了基于頻率依賴響應(yīng)函數(shù)的通用型相變臨界點(diǎn)預(yù)測指標(biāo)，適用于平衡與非平衡兩種磁相變系統(tǒng)臨界點(diǎn)的預(yù)測。
對于磁性材料，可使用磁場和自旋力矩兩種方法去翻轉(zhuǎn)磁性材料的磁矩。前者對應(yīng)平衡相變，后者對應(yīng)非平衡相變。在磁場Bz驅(qū)動磁矩翻轉(zhuǎn)的情況下，通過施加水平擾動場Bx0 cos(ωt)，磁矩的水平分量mx的峰值和磁場Bz以及頻率ω的關(guān)系如圖b所示。隨著Bz接近臨界點(diǎn)Bc，靜態(tài)（ω=0）響應(yīng)函數(shù)按照反比例函數(shù)形式趨向于發(fā)散，而動態(tài)（ω=ωc本征磁共振頻率）響應(yīng)函數(shù)逐漸減小，因此靜態(tài)響應(yīng)函數(shù)可作為磁場翻轉(zhuǎn)磁矩過程的預(yù)測指標(biāo)。對于自旋力矩驅(qū)動磁矩翻轉(zhuǎn)的情況，mx的峰值和自旋力矩Jstt以及頻率ω的關(guān)系如圖e所示。隨著Jstt接近臨界點(diǎn)Jc，動態(tài)（ω=ωc）響應(yīng)函數(shù)按照反比例函數(shù)形式趨向于發(fā)散，靜態(tài)（ω=0）響應(yīng)函數(shù)逐漸降低，因此動態(tài)響應(yīng)函數(shù)可作為自旋力矩翻轉(zhuǎn)磁矩的預(yù)測指標(biāo)。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，這些靜態(tài)和動態(tài)指標(biāo)可在一階線性微分系統(tǒng)的框架內(nèi)統(tǒng)一，為預(yù)測平衡和非平衡相變的臨界點(diǎn)提供了可推廣的策略。
磁性體系中關(guān)于平衡與非平衡相變臨界點(diǎn)預(yù)測指標(biāo)的研究，為理解自然界中相變現(xiàn)象及探索其一般規(guī)律提供了新思路，彰顯出該方法在跨學(xué)科研究的可拓展前景。
這一成果具有潛在的自旋電子學(xué)應(yīng)用價(jià)值，可用于臨界增強(qiáng)型磁傳感器、磁存儲器均勻性測試、自旋力矩振蕩器動態(tài)控制和新型磁性材料設(shè)計(jì)。
相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理評論快報(bào)》（Physical Review Letters）上。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院國際交流計(jì)劃項(xiàng)目的支持。
論文鏈接
平衡與非平衡磁性系統(tǒng)相變的示意圖和預(yù)測指標(biāo)
本文鏈接：磁性體系平衡與非平衡相變臨界點(diǎn)的預(yù)測研究獲進(jìn)展http://www.sq15.cn/show-12-2180-0.html
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