声表面波与自旋相互作用的器件设计制备开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着信息技术的快速发展，人们对信息处理速度、存储密度以及能耗的要求日益提高。

传统的电子器件受限于电子的电荷性质，面临着速度瓶颈、功耗高、易受电磁干扰等问题。

自旋电子学作为一门新兴学科，利用电子的自旋自由度来编码和处理信息，有望突破传统电子器件的物理极限，为信息技术带来革命性的进步。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，声表面波与自旋波相互作用的研究引起了国内外学者的广泛关注，并取得了一系列重要进展。

1. 国内研究现状

国内学者在声表面波与自旋波相互作用领域的研究起步较晚，但近年来取得了一些重要成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题将从理论和实验两方面对声表面波与自旋相互作用的器件设计制备进行研究，具体内容包括：
1.研究声表面波与自旋波相互作用的理论基础，包括声表面波的传播特性、自旋波的特性及其激发机制，以及声表面波与自旋波的耦合机制。

2.设计声表面波器件结构，包括叉指换能器、磁性薄膜、衬底等部分，并利用comsol软件进行仿真分析，优化器件参数，提高声表面波与自旋波的耦合效率。

3.利用磁控溅射、光刻、刻蚀等微纳加工技术制备声表面波器件，并进行器件封装和测试。

4. 研究的方法与步骤

本课题将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，具体步骤如下：
1.理论分析：研究声表面波的传播特性，建立声表面波在压电材料中传播的理论模型，分析其色散关系、能量密度、衰减等特性。

研究自旋波的特性及其激发机制，包括自旋波的色散关系、传播模式、激发方法等，为声表面波与自旋波的耦合提供理论依据。

研究声表面波与自旋波的耦合机制，分析声表面波如何通过磁弹性耦合作用激发和调控自旋波，并推导相关的理论公式，为器件设计提供理论指导。

5. 研究的创新点

本课题的创新点在于：
1.设计新型声表面波器件结构：探索新的声表面波器件结构，例如采用多层膜结构、周期性结构等，以提高声表面波与自旋波的耦合效率。

研究不同结构参数对器件性能的影响，为器件优化提供依据。

2.探索新型材料体系：研究新型磁性材料，例如铁磁/反铁磁多层膜、拓扑磁性材料等，以实现更高效的声表面波与自旋波相互作用。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 田野, 谢美妤, 常亮, 等. 基于磁电效应的声表面波-自旋波耦合器件研究进展[j]. 压电与声光, 2022, 44(4): 537-543.

2. 韩彦军, 冯志强, 谢世伟, 等. 声表面波器件及其应用[j]. 压电与声光, 2021, 43(4): 546-551.

3. 杨洁, 葛洪伟, 王浩, 等. 声表面波-自旋波耦合器件研究进展[j]. 物理学报, 2022, 71(12): 127501.