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双层铁磁性超晶格能带结构 The energy band structure of double-layer ferromagnetic superlattices 学 院： 理学院 专 业 班 级： 应用物理0601班 学 号： 学 生 姓 名： 指 导 教 师： （教授） 2010 年 6 月摘 要 磁性材料的应用很广泛，可用于电声、电表、电机中，还可作记忆元件、微波元件等。还可用于记录语言、音乐、图像信息的磁带、计算机的磁性存储设备、乘客乘车的凭证和票价结算的磁性卡等。随着镀膜技术的发展，电子器件的尺寸已进入到微/纳米尺度。当薄膜厚度减小至超薄膜时，其结构、微结构、热力学性质和磁性质均与大块材料有很大不同。在基础磁性理论和应用技术上，磁性超晶格的研究具有重大的意义。特别是，磁性超晶格为我们提供了一个人造新材料的途径，通过人工调制超晶格的组成和几何特征，就能得到我们所需要的磁性材料。同时，理论上对磁性超晶格的磁学性质进行分析，对新的功能材料的研究具有指导意义。 　　本文采用Heisenberg模型为基础，对双层铁磁性超晶格的能带结构进行理论研究。利用线性自旋波近似、付立叶变换和格林函数技术计算出双层铁磁性超晶格的能隙、中心频率和宽高比，分析系统参数(自旋量子数、层间交换耦合系数、各向异性参数、外磁场)对能带结构的影响。结果表明：系统参数对此系统的能带结构有着重要的影响。双层铁磁性超晶格系统存在两支能谱，且系统的各个参数都对这两支能谱有着重要的影响。能隙随着S1和S2的差值的增加而增大，随着各向异性参数D1 和D2差值的增加而增大。另外还讨论了磁学参数对中心频率和宽高比的影响，发现系统参数对中心频率的影响均是线性增加的，而对宽高比的影响取决于各参数的值，即不同的值有不同的变化规律。 关键词：海森堡模型；超晶格；自旋波 　　 　　Abstract The application of magnetic material is widely used electro-acoustic, electric meter, motor, also for memory devices, microwave components, etc. Can be used to record the language, music, the image of the tapes, a magnetic storage device, the passengers of the certificates and the settlement of the magnetic card, etc. When films are diminished to extra thin films, all the structure, micro-structure, thermodynamic and magnetic properties are very different from those of the bulk ones. To the basic magnetic theories and applied technologies, it is very significant to research magnetic superlattices. Especially, a method to make artificial materials is obtained from magnetic superlattices theories, and the needful materials can be obtained by changing its ingredients and geometric structure. At the same time, the analysis of magnetic properties of magnetic superlattice in theories gives some significant guidances to the study of new functional materials. The energy band structure of double-layer ferromagnetic superlattices are researched on the basis of Heisenberg model. By linear spin wave approximation, Fourier transformation