專利名稱：快速獲取材料超快退磁大小與分布的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及材料分析測試方法，尤其是快速獲取材料超快退磁大小與分布的方法。
背景技術：
在飛秒(ΙΟ45秒)級的激光脈沖用下，材料的磁性會在很短的時間內急劇下降一超快退磁，研究該退磁機制以及能夠有效操控電子自旋的行為被稱之為飛秒磁性(femtosecond magnetism)?；谶@一研究,人們有望在磁存儲技術上取得重大突破。在磁存儲器中，數(shù)據(jù)存儲速度取決于電子自旋的反轉速度。通過飛秒激光脈沖輔助，磁性材料實 現(xiàn)超快退磁，能夠使自旋在飛秒時間內反轉，因此可以大幅度提高數(shù)據(jù)存儲速度。與目前商用的磁存儲速度(納秒級)相比，有6個數(shù)量級的提升空間，因此前景十分誘人。實驗上，目前對材料飛秒磁性的測量主要是實空間的測量。如時間分辨的磁光克爾技術(TR-MOKE )，以及時間分辨的光電子發(fā)射譜(TR-PESS )等。但是這些實驗手段只能測量實空間的退磁信息，而更多動量空間的性質卻無法觸及，這無疑阻礙飛秒磁性的發(fā)展。雖然角分辨光電子(AR-PE)能夠實現(xiàn)動量空間的測量，但該技術只局限于電荷，晶格或電子的動力學性質的測量。因此要獲得更多有價值的退磁信息，必須實現(xiàn)動量空間退磁信息的測量。理論上，對飛秒磁性的研究，主要是采用自旋動力學計算來實現(xiàn)，即求解含時的薛定諤方程或劉維爾方程。由于要將實空間退磁信息經(jīng)過傅里葉變換到動量空間，因此對動量空間中的格點要密集劃分。這就要求之后對動力學過程的模擬，需求解近十萬個偏微分方程，這是一個十分艱巨的工作。目前只有在超級計算機集群上，才可以完成。綜上所述，對飛秒磁性的研究必須尋求一種更為簡單的方法，以獲取超快退磁在動量空間中的大小和分布，進一步對電子自旋的操控起到至關重要的作用。無論是從科學研究，還是從實際應用上來講，本發(fā)明都具有十分重要的價值。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供用于快速獲取材料超快退磁大小與分布的方法，該方法需求資源少、成本低、簡單可行。本發(fā)明的快速獲取材料超快退磁大小與分布的方法，第一步，使用X射線衍射儀(XRD)測量研究材料的晶體學參數(shù)，晶體學參數(shù)包括材料所屬的空間對稱群、晶格常數(shù)、以及各原子對應的分數(shù)坐標；第二步，通過應用密度泛函理論，結合材料晶體學參數(shù)可獲得材料的基態(tài)性質，主要有材料的磁矩、費米面和能帶結構，確定研究材料簡約布里淵區(qū)內各k點上的自旋密度矩陣ms;)和以及電偶極躍遷矩陣Re(/<)和第三步，計算出自旋預期值差矩陣(=Re(Skll)-ReiS^)),偶極躍遷矩陣(1)1 = (Re(I)S))2 + (Im網(wǎng))’以及能量窗口選擇矩陣(Tk);第四步，研究材料退磁的大小
權利要求
1.快速獲取材料超快退磁大小與分布的方法，其特征在于 第一步，使用X射線衍射儀測量研究材料的晶體學參數(shù)，晶體學參數(shù)包括材料所屬的空間對稱群、晶格常數(shù)、以及各原子對應的分數(shù)坐標； 第二步，通過應用密度泛函理論，結合材料晶體學參數(shù)可獲得材料的基態(tài)性質，主要有材料的磁矩、費米面和能帶結構，確定研究材料簡約布里淵區(qū)內各k點上的自旋密度矩陣Re(SJ)和Im印)，以及電偶極躍遷矩陣Re(Zg)和1酬對)； 第三步，計算出自旋預期值差矩陣
2.權利要求I所述的快速獲取材料超快退磁大小與分布的方法，其特征是能量窗口
全文摘要
本發(fā)明涉及材料分析測試方法，尤其是快速獲取材料超快退磁大小與分布的方法。該方法具體為使用X射線衍射儀測量研究材料的晶體學參數(shù)，晶體學參數(shù)包括材料所屬的空間對稱群、晶格常數(shù)、以及各原子對應的分數(shù)坐標；通過應用密度泛函理論，結合材料晶體學參數(shù)可獲得材料的基態(tài)性質，主要有材料的磁矩、費米面和能帶結構，確定研究材料簡約布里淵區(qū)內各k點上的自旋密度矩陣和以及電偶極躍遷矩陣和計算出自旋預期值差矩陣偶極躍遷矩陣以及能量窗口選擇矩陣研究材料退磁的大小通過對稱操作可以得到飛秒磁性在整個動量空間中的分布情況。本發(fā)明的方法具有需求資源少、成本低、簡單可行的特點。
文檔編號G01N23/20GK102809733SQ20121027129
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權日2012年8月2日
發(fā)明者薛德勝, 李金赟, 司明蘇 申請人:蘭州大學