河北省自然科学奖推荐书

1、河北省自然科学奖推荐书（ 2015年度）一、项目基本情况学科评审组：物理组项目名称铁磁系统的非线性动力学项目英文名称Nonlinear dynamics of ferromagnetic system主要完成人李再东,李秋艳,贺鹏斌第一完成人工作单位（盖章）单位名称河北工业大学推荐单位或推荐专家（盖章）省教育厅组织机构代码40170504-4学科分类名称1磁学代码14050942原子分子物理学其他学科代码14060993磁学性质和磁性材料代码1405065所属科学技术领域140-物理学本项目涉及主要计划项目（含基金）任务下达单位项目名称项目编号起止年限经费验收时间科技报告编号国家自然科学基金(

2、E1)自旋矩作用下铁磁纳米线中磁化强度的动力学108740383年302012-04-20国家自然科学基金(E1)光格子冷原子系统的磁性研究108040283年172012-04-20河北省教育厅(D1)河北省高校百名优秀创新人才支持计划CPRC0143年302013-12-01项目投入总经费77项目起止时间起始2009-01-01完成2012-12-31 河北省科学技术厅二、项目简介（限1200字）本项目主要研究铁磁系统的非线性动力学特性，共发表SCI检索学术科研论文18篇，主要研究结果均发表在国际知名物理期刊物理评论(Phys. Rev. A、Phys. Rev. B)、美国物理年报(An

3、n. Phys. (N. Y.)、光通讯(Opt. Commun.)和应用物理(J. Appl. Phys.)上。目前8篇代表作的SCI他引99次；被Phys. Rev引用27次。主要研究结果受到B. A. Malomed、Anatoly Abrashkin and Alexander Soloviev、M. Lakshmanan和V. N. Serkin等物理学家的关注和引用。主要内容有：1. 玻色铁磁系统：以物理实现的著名Salerno模型为研究对象，考虑同一格点上玻色子之间的碰撞相互作用和格点与格点间光场(磁场)长程偶极相互作用，讨论了首次物理实现的Salerno模型(光格子中旋量玻色-

4、爱因斯坦凝聚体)的磁畴壁动力学；基于磁场调节散射长度和外势场实现了玻色-爱因斯坦凝聚体的非自治模型，通过Fesbach共振技术控制孤子的特性，阐述均匀分布玻色-爱因斯坦凝聚体调制不稳定性过程；揭示外势作用下玻色-爱因斯坦凝聚体的怪波形成机制，怪波形成主要是源于能量的积累和原子趋向中心，在不稳定的怪波中原子的衰减率可以被外势有效控制，为海洋学上解释怪波提供借鉴。2. 费米铁磁系统以自旋极化电流驱动的铁磁纳米线为模型，解析了自旋矩对磁畴壁和磁孤子动力学的影响，解释了磁畴壁运动的螺距效应，给出高于(低于)临界电流时自旋矩的不同作用；讨论自旋矩作用下垂直各向异性铁磁纳米线中自旋波与磁孤子的相互作用，在

5、极限条件下得到自旋矩驱动激发的新颖磁怪波，深入分析了磁怪波形成机制和磁振子密度变化等特性，发现自旋矩的新作用，即能够调节磁振子在背景和孤子间的交换率。基于包含自旋矩的Landau-Lifshitz-Gilbert方程，发现自旋极化电流和钉扎层磁矩的变化会改变磁场激发的铁磁共振谱，包括共振磁场、共振线宽、进动轴、进动频率等。全电流铁磁共振可通过调节直流电流密度或者交流电流频率来实现，进动频率、磁矩的平衡位置、共振线宽和位置以及能量的泵浦和耗散均可通过改变电流密度和钉扎层磁化强度的取向来调节。以自旋极化电流作用下的磁多层膜为研究对象，详细分析了电流和钉扎层的磁化强度取向共同调控的自由层中磁化强度运

6、动的稳定性，给出了平行、反平行、平面内及平面外等组态的相图，为未来实现自旋控制的微电子学器件提供了理论基础。三、项目详细内容（限8页）（1）总体思路基于现代社会对信息存储和读取提出了越来越高的要求，各种铁磁系统中磁化强度运动备受广泛关注，制备低成本且快速、稳定的信息存储和读取的设备器件、或者是发展更快速、稳定的信息读取和存储方案变得越来越重要。计算机中信息的存储和读取速度在原理上依赖于磁化强度激发态的运动：即自旋波、磁畴壁、磁孤子和涡旋等磁矩的各种分布状态。传统的铁磁体是由费米子组成的，格点之间的相互作用主要来源于电子的库仑交换相互作用和泡利不相容原理的限制，这种相互作用导致自旋波的不稳定性，

7、进而形成磁畴壁和磁孤子。近十几年来，伴随着玻色-爱因斯坦凝聚现象实验和理论的研究进展，人们利用光格子囚禁的玻色-爱因斯坦凝聚体，实现玻色铁磁系统。这些玻色铁磁系统中，与自旋相关的平均场能量主要决定了光格子中凝聚体基态和激发态的性质，而光场(磁场)导致的格点与格点之间的偶极-偶极相互作用增强，导致玻色-爱因斯坦凝聚体阵列宏观上的自发磁化、自旋波和磁孤子等现象，这与传统费米铁磁的海森伯模型极为类似，所不同的是传统铁磁的海森伯模型中是费米子，而光格子中凝聚体是玻色子。本项目主要研究铁磁系统的非线性动力学，主要内容有：1. 玻色铁磁系统以物理实现著名的Salerno模型为研究对象，考虑同一格点上玻色子

8、之间的碰撞相互作用和格点与格点之间光场(磁场)长程偶极相互作用，讨论了物理实现的Salerno模型(光格子中旋量玻色-爱因斯坦凝聚体)的磁畴壁动力学；基于磁场调节散射长度和外势场实现了玻色-爱因斯坦凝聚体的非自治模型，实现Fesbach共振技术控制孤子的特性，阐述均匀分布玻色-爱因斯坦凝聚体调制不稳定性过程；揭示外势作用下玻色-爱因斯坦凝聚体的怪波形成机制，怪波的形成主要是源于能量的积累和原子趋向中心，在不稳定的怪波中原子的衰减率可以被外势有效控制，为海洋学上解释怪波提供借鉴。相关结果发表在国际物理期刊物理评论(Phys. Rev. A)、和Opt. Commun.和Eur. Phys. J.

9、 D上。2. 费米铁磁系统以自旋极化电流驱动的铁磁纳米线为模型，解析了自旋矩对于磁畴壁和磁孤子动力学的影响，解释了磁畴壁运动的螺距效应，给出高于(低于)临界电流时自旋矩的不同作用；讨论自旋矩作用下垂直各向异性铁磁纳米线中自旋波与磁孤子的相互作用，在极限条件下得到自旋矩驱动激发的新颖磁怪波，深入分析了磁怪波的形成机制和磁振子密度变化等特性，得到自旋矩的新作用体现在能够调节磁振子在背景和孤子间的交换率。基于包含自旋矩的Landau-Lifshitz- Gilbert方程，发现自旋极化电流和钉扎层磁矩的变化会改变磁场激发的铁磁共振谱，包括共振磁场、共振线宽、进动轴、进动频率等。全电流铁磁共振可通过调

10、节直流电流密度或者交流电流频率来实现，进动频率、磁矩的平衡位置、共振线宽和位置以及能量的泵浦和耗散可通过改变电流密度和钉扎层磁化强度的取向来调节。以自旋极化电流作用下的磁多层膜为研究对象，详细分析了电流和钉扎层的磁化强度取向共同调控的自由层中磁化强度运动的稳定性，给出了平行、反平行、平面内及平面外等组态的相图，为未来实现自旋控制的微电子学器件提供了理论基础。相关结果发表在国际物理期刊物理评论(Phys. Rev. B)、美国物理年报(Ann. Phys. ( N. Y.)和应用物理(J. Appl. Phys.)上，受到国内外同行学者关注和引用。（2）科学技术内容（主要发现）1. Salern

11、o 模型的物理实现和玻色铁磁系统的畴壁动力学1992年国际著名物理学家Salerno 在其文章（Phys. Rev. A 46, 6856）中提出Salerno 模型，它包含onsite 和insite 两种非线性项。以囚禁在光格子中旋量玻色-爱因斯坦凝聚体为模型，考虑同一格点上玻色子之间的碰撞相互作用和格点与格点间光场(磁场)引起的长程偶极相互作用，它正好提供了Salerno 模型的实际物理实现过程。图 1a. 反对称的双畴壁组态图 1b. 对称的双畴壁组态在本研究中主要发现：i) 对于蓝失谐的光格子，凝聚体被囚禁在光格子的波节处，此时磁场导致的偶极相互作用占主要地位。得到凝聚体的静态畴壁解

12、，且双畴壁具有的对称和非对称两种形态(见图1)。ii) 对于红失谐的光格子，凝聚体被囚禁在光格子的波腹处，光场导致的偶极相互作用占主导地位。发现光场(磁场)引起的偶极-偶极相互作用对于光格子中玻色-爱因斯坦凝聚体形成各种畴壁组态起关键作用。此外，和自旋矩(磁场)作用下费米铁磁的畴壁动力学相比，光场和磁场导致的偶极相互作用还可用来驱动畴壁运动(见图2)，这和费米子铁磁体中自旋极化电流(外磁场)驱动畴壁具有类似性，它将对光格子中旋量玻色-爱因斯坦凝聚的畴壁动力学研究有借鉴作用，研究结果已发表在国际物理期刊Phys. Rev. A，详见论文目录1，已受到国际同行关注和引用，SCI他引19次。图 2.

13、 相向运动的畴壁碰撞特性2. 磁化强度运动的螺距效应自旋矩的研究自旋电子学的主要研究内容之一，预期在计算机信息存储、读取及处理等方面有潜在应用价值。以绝热自旋矩作用下铁磁纳米线为模型，分析自旋极化电流电流驱动下铁磁纳米线的畴壁动力学特性。主要结果是：i) 自旋极化电流低于临界值时，体系存在定态畴壁解，表明此条件下自旋极化电流不能够驱动畴壁持久运动。其原因在于自旋极化电流同时具有反阻尼和反进动的双重作用，恰好抵消铁磁纳米线中内部有效场导致的进动和吉伯阻尼，因此达到平衡形成静态畴壁。ii) 自旋极化电流高于临界值时，上述平衡关系被打破。从修正Landau-Lifshitz-Gilbert方程出发，

14、重点考察畴壁中心的运动，理论分析发现自旋极化电流所起作用与低于临界值时作用完全相反，从而形成磁化强度的螺距效应，主要表现为畴壁速度和宽度的周期性变化(图3)；当电流超过临界值时，畴壁的宽度变化幅度较大，这说明恒定磁场驱动畴壁运动的Walker 分析方法不能推广到自旋极化电流(超过临界值)驱动畴壁的研究中。结果发表在国际物理期刊：J. Phys.: Condens. Matter。详见论文目录2，SCI他引2次。图 3. 绝热自旋矩下铁磁纳米线中畴壁动力学(a-c)和畴壁位移(d)3. 磁怪波尽管科学家通过各类物理系统，如光纤、铁磁体、玻色-爱因斯坦凝聚体等得到很多研究成果，但是仍然有许多未解之

15、谜。在这些未解之谜中，源于海洋学的怪波正成为物理科学家的研究热点。在海洋学上它被描述为“毫无任何征兆的情况下，在平静的海平面上突然出现一个波峰极高同时伴随较深水沟的波包，随后波包很快的消失得无影无踪，其巨大的破坏力严重地威胁航海安全”。有限的记载显示它出现在环境复杂的远海地带，因此怪波形成的物理机制至今都不太明确。图 4. 磁振子密度分布图，其中(a)怪波形成时的磁振子密度本研究以各向异性铁磁纳米线为模型，在铁磁系统中解释怪波的成因，对于解释其他系统的怪波(包括海洋怪波)提供借鉴。基于达布变换技巧，讨论了自旋矩作用下垂直各向异性铁磁纳米线中自旋波与磁孤子的相互作用，在极限条件下得到自旋矩驱动激

16、发的新颖磁怪波，并深入分析了磁怪波的形成机制和磁振子密度变化等特性。主要研究创新结果为：i) 局域自旋波和周期进动的磁孤子之间相互作用具有呼吸特性，对于孤子的振幅具有时间周期性。孤子速度和宽度可以通过自旋波的振幅和波数调控，并且由自旋矩所决定。ii) 阐释了磁怪波的演化机制(图4)。发现：a) 带有强呼吸特点的磁怪波是由于能量和磁振子从背景向中间积聚，从背景中丢失的磁振子完全转移到磁怪波的鼓包中；b) 临界电流条件：在临界电流以下，磁振子的交换随着电流的增加而降低。在临界电流以上，磁振子的交换随着电流的增加而增加，自旋矩起到完全相反的作用；c)自旋矩的新作用，能够调节磁振子在背景和孤子间的交换

17、率，使得怪波仅是在时间空间上的震荡，体现出不稳定动力学的特性。研究结果发表国际物理学期刊Ann. Phys. (New York)。详见论文目录3，已受到国际同行关注和引用，SCI他引2次。4. 磁性多层膜中铁磁共振和磁组态相图铁磁共振是一种探测材料和器件磁性非常有用的实验手段。磁性多层膜(包括自旋阀、磁性隧道结等)在磁存储和信息处理等方面具有很大的应用前景。目前，实验上已经将铁磁共振技术发展应用于100nm以下的磁性器件，这为了解磁性多层膜中电流驱动的磁动力学提供了新的实验手段。倾斜各向异性磁性薄模已经在磁存储方面有所研究，但还未见用于制备磁性多层膜，倾斜各向异性为降低磁矩翻转的临界电流和改

18、善微波发射功率提供了新的选择。基于包含自旋矩的Landau-Lifshitz-Gilbert方程，发现自旋极化电流和钉扎层磁矩的变化，会改变磁场激发的铁磁共振谱，包括共振磁场、共振线宽、进动轴、进动频率等(图5)。通过讨论共振线宽随电流密度和钉扎层磁化强度方向的变化，我们发现在某些钉扎磁化强度取向，共振线宽会随着电流密度的变化趋近于零。共振线宽和系统的能量耗散有联系，因此，可通过调节电流和钉扎层磁化强度的方向，改善磁性系统从自旋极化电流获取能量的效率，进一步可降低磁矩翻转的临界电流和提高微波发射的效率。图 5 不同电流密度下的铁磁共振谱传统上铁磁共振由一个射频磁场激发，通过调节直流磁场来实现。

19、考虑自旋极化电流和局域磁矩的耦合，也可用射频电流激发铁磁共振，通过调节直流电流密度来实现。相比和磁场耦合，局域磁矩和自旋极化电流的耦合具有局域性，对纳米尺度的磁体中磁动力学的控制会更加精确、易调控。我们研究了具有倾斜各向异性的磁性多层膜中电流激发和调节的铁磁共振。全电流铁磁共振可通过调节直流电流密度或者交流电流频率来实现。进动频率、磁矩的平衡位置、共振线宽和位置以及能量的泵浦和耗散均可通过改变电流密度和钉扎层磁化强度的取向来调节(图6)。对于铁磁体，自旋极化电流具有泵浦能量和耗散能量的双重作用。在由电流和钉扎层磁化强度取向确定的某些区域，有效的阻尼系数会降低到零甚至小于零，此时能量泵浦最为有效

20、，更加容易实现磁矩的翻转和进动。通过选择合适的电流密度和钉扎层磁矩取向，可以改善电流驱动的磁矩翻转和微波振荡的效率。图6 直流电流密度和交流电频率调节的铁磁共振具有垂直各向异性的磁多层膜可以实现更小数据存储单元和更快的磁化强度翻转，因而具有比平面磁晶各向异性更好的潜在应用前景，且实验上已有制备倾斜各向异性铁磁薄模和多层膜的技术, 预期该材料磁记录在磁存储密度和磁化强度翻转方面具有优越性。以自旋极化电流作用下的磁多层膜为研究对象，运用稳定性分析等方法，求解描述磁多层膜中磁化强度运动的Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程，详细分析了电流和钉扎层的磁化强度取向这

21、两个因素共同调控的自由层中磁化强度运动的稳定性，给出了包括平行、反平行、在平面内及平面外的进动和双稳态等多种磁化强度的不同组态的相图(图7)，其磁化强度的演化具有不同特点，调节钉扎层极化取向，可以实现不同组态之间的转换，例如：平行到反平行态，稳态到进动态等。图 7. 磁组态相图本研究重点讨论了磁性多层膜中铁磁共振和磁组态相图分析，研究结果均发表在国际物理学期刊Phys. Rev. B和J. Appl. Phys.，见论文目录4-6。该研究结果已受到国际同行关注和引用，SCI他引19次。5. 玻色-爱因斯坦凝聚体的非自治孤子动力学、怪波玻色-爱因斯坦凝聚体具有多方面的良好性质，研究成果丰富，凝聚

22、体非线性动力学的探索一直是热点问题。玻色-爱因斯坦凝聚中亮孤子以物质波包的非弥散为特征，实际上代表了该体系的基态；而暗孤子体现为粒子分布的凹槽，它的能量要高于玻色-爱因斯坦凝聚的基态能量，因此和亮孤子相比，暗孤子代表了体系真正的激发态。自治孤子是指非线性演化方程中不显含时间，时间只起到独立变量的作用。但系统在含时外场作用下，其孤子动力学与自治相比具有很多独特性，其主要特征表现为：变化的振幅、速率和波谱，而这些均通过含时外势进行控制，因此被称为非自治孤子，这个概念首先被著名光孤子科学家V. N. Serkin 等在物理评论快报Phys. Rev. Lett., 98, 074102 (2007)

23、上提出。(a) 重力场与含时磁场共同作用下具有吸引相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体是研究非自治孤子的良好模型，基于此我们将Hirota 方法推广到线性任意含时外势下的非线性薛定谔方程，得到了含时外势下玻色-爱因斯坦凝聚体的非自治暗孤子解。与自治孤子相比：非自治孤子的宽度、速度和形状均可以通过调节磁场来控制，并且两个暗孤子之间的碰撞是弹性的。(b) 玻色-爱因斯坦凝聚体原子之间相互作用可用Fesbach共振技术调节，在一定程度上实现对孤子的控制，也是非常好的非自治系统。以排除势作用下具有含时散射长度的准一维玻色-爱因斯坦凝聚体为模型，主要发现：i) 孤子的宽度、速度和形状均可通过Fesbach共振技

24、术调节的散射长度控制。ii) 原子间相互作用是吸引或是排斥时，总粒子数是守恒的。iii) 阐述均匀分布玻色-爱因斯坦凝聚体调制不稳定性过程，并且得出条纹的形成实际上是扰动的亮、暗孤子的交叠所致。iv) 阐释了外势作用下玻色-爱因斯坦凝聚体的怪波形成机制，怪波的形成主要是源于能量的积累和原子趋向中心，在不稳定的怪波中原子的衰减率可以被外势有效控制，为海洋学上解释怪波提供了借鉴。上述结果发表在国际物理学期刊Opt. Commun.和Eur. Phys. J. D, 见论文目录7和8，该结果已受到知名物理学家V. N. Serkin、Anatoly Abrashkin and Alexander S

25、oloviev、和M. Lakshmanan的关注和引用。目前，SCI他引57次 (3) 科学价值本课题分别研究铁磁系统的非线性动力学特性，主要科学价值为：1. Salerno模型的物理实现和玻色铁磁系统中磁化强度的非线性动力学考虑同一格点上玻色子之间的碰撞相互作用和格点与格点之间光场（磁场）引起的长程偶极相互作用，发展了达布变换和Hirota方法等多种求解非线性方程的理论技巧，丰富了关于磁性的全面理解和研究手段，研究结果受到著名物理学家B. A. Malomed关注和多次引用(详细见后面学术界公认程度)，在其引文中明确指出Salerno模型本来是一个纯理论模型，而我们的研究结果是Salern

26、o模型的物理实现，该结果为Salerno模型研究的开创性工作。并且该结果和自旋矩(磁场)作用下费米铁磁的畴壁动力学相比，光场和磁场导致的偶极相互作用还可用来驱动畴壁运动和费米子铁磁体中自旋极化电流(外磁场)驱动畴壁具有类似性。2. 自旋极化电流驱动下铁磁中磁化强度的螺距效应、磁怪波未来社会对信息存储和读取提出了越来越高的要求，各种铁磁系统中磁化强度运动备受广泛关注，发展更快速、稳定的信息读取和存储方案变得越来越重要。费米铁磁体中自旋波、磁畴壁和磁孤子是重要的激发态，其动力学是未来自旋电子学的理论基础。以自旋极化电流驱动的铁磁纳米线为模型，解析了自旋矩对于磁畴壁和磁孤子动力学的影响，解释了磁畴壁

27、运动的螺距效应，给出高于(低于)临界电流时自旋矩的不同作用；讨论自旋矩作用下垂直各向异性铁磁纳米线中自旋波与磁孤子的相互作用，得到自旋波解和基态背景下的磁孤子解；并在极限条件下得到自旋矩驱动激发的新颖磁怪波，深入分析了磁怪波的形成机制和磁振子密度变化等特性。给出临界电流条件：在临界电流以下，磁振子的交换随着电流的增加而降低。在临界电流以上，磁振子的交换随着电流的增加而增加，自旋矩起到完全相反的作用；自旋矩的新作用体现在能够调节磁振子在背景和孤子间的交换率。3. 磁性多层膜中铁磁共振和磁组态相图铁磁共振是探测材料和器件磁性非常有用的实验手段，磁性多层膜(包括自旋阀、磁性隧道结等)在磁存储和信息处

28、理等方面具有很大的应用前景。基于包含自旋矩的Landau-Lifshitz- Gilbert方程，发现自旋极化电流和钉扎层磁矩的变化会改变磁场激发的铁磁共振谱，包括共振磁场、共振线宽、进动轴、进动频率等。可通过调节电流和钉扎层磁化强度的方向，改善磁性系统从自旋极化电流获取能量的效率，进一步可降低磁矩翻转的临界电流和提高微波发射的效率。全电流铁磁共振可通过调节直流电流密度或者交流电流频率来实现，进动频率、磁矩的平衡位置、共振线宽和位置以及能量的泵浦和耗散均可通过改变电流密度和钉扎层磁化强度的取向来调节。在由电流和钉扎层磁化强度取向确定的某些区域，有效的阻尼系数会降低到零甚至小于零，此时能量泵浦最

29、为有效，更加容易实现磁矩的翻转和进动。通过选择合适的电流密度和钉扎层磁矩取向，可以改善电流驱动的磁矩翻转和微波振荡的效率。以自旋极化电流作用下的磁多层膜为研究对象，详细分析了电流和钉扎层的磁化强度取向共同调控的自由层中磁化强度运动的稳定性，给出了平行、反平行、平面内及平面外等组态的相图，为未来实现自旋控制的微电子学器件提供了理论基础。4. 玻色-爱因斯坦凝聚体的非自治孤子和怪波玻色-爱因斯坦凝聚体为未来实现量子计算等诸多前沿研究的提供了重要平台，其中凝聚体非线性动力学的探索一直是热点问题。系统在某种形式的含时外势下，其孤子在运动过程中具有变化的振幅、速率和波谱，形成非自治孤子，这个概念在200

30、7年被著名光孤子科学家V. N. Serkin等人在物理评论快报Phys. Rev. Lett., 98, 074102 (2007)上明确提出。本研究基于磁场调节散射长度和外势场实现了玻色-爱因斯坦凝聚体的非自治模型，实现了通过Fesbach共振技术控制孤子的特性，阐述均匀分布玻色-爱因斯坦凝聚体调制不稳定性过程。阐释了外势作用下玻色-爱因斯坦凝聚体的怪波形成机制，怪波的形成主要是源于能量的积累和原子趋向中心，在不稳定的怪波中原子的衰减率可以被外势有效控制，为海洋学上解释怪波提供了借鉴。(4) 学术界公认程度本项目主要研究铁磁系统的非线性动力学特性，共发表SCI检索学术科研论文18篇，主要研

31、究结果均发表在国际知名物理期刊物理评论(Phys. Rev. A、Phys. Rev. B)、美国物理年报(Ann. Phys. (N. Y.)、光通讯(Opt. Commun.,)和应用物理(J. Appl. Phys.)上。目前八篇代表作的SCI他引99次；被Phys. Rev引用27次。主要结果受到B. A. Malomed、Anatoly Abrashkin and Alexander Soloviev和M. Lakshmanan等著名物理学家关注和引用。主要引用及评价为：1. Salerno模型的物理实现和玻色铁磁系统中磁化强度的非线性动力学物理实现Salerno 模型的研究结果发表

32、在国际物理期刊物理评论Phys. Rev. A 81, 015602 (2010)上，目前SCI他引19次,其中被Phys. Rev. 他引5次。著名物理学家B. A. Malomed在文章Phys. Rev. A 87, 063621 (2013)和Phys. Rev. A 88, 053630 (2013)中评述该结果为：a) “In the dipolar BEC, one possibility for the creation of such a lattice is to usea condensate of atoms or molecules with permanent ma

33、gnetic or electric dipolar moments, and apply a spatially nonuniform polarizing field, under the action of which the mutual orientation of the moments varies in space periodically. Another approach maymake use of a condensate of polarizable atoms or molecules, in which the moments are induced by the

34、 external field, whose strength varies periodically along the system.” b) “The subject of the present work is to predict the creation of stable bright solitons in nearly 2D or 1D dipolar condensates, which are trapped, respectively (by means of an appropriate optical potential), in a thin layer clos

35、e to z = 0 (or in a “cigar” around axis x), with the local strength of the repulsive DDI growing fast enough. This situation can be implemented in the case when the atoms or molecules do not carry permanent electric or magnetic dipole moments but rather ones induced by external electric or magnetic

36、fields. To the best of our knowledge, the formation of solitons or other nonlinear modes in the gas of dipoles induced by inhomogeneous external fields was not investigated previously in any setting.”2. 自旋极化电流驱动下铁磁中磁化强度的螺距效应、磁怪波铁磁纳米线中自旋极化电流引起畴壁的螺距效应和磁怪波的研究结果发表在国际物理期刊J. Phys.: Condens. Matter和Ann. Ph

37、ys. (N. Y.)上，SCI 影响因子分别为2.22和3.07。该研究结果并受到著名学者的关注和引用，SCI他引4次，罗马尼亚学者Iulian Petrila and Alexandru Stancu在其引文中评述为：“The switching field expression (18) obtained from the present symmetry considerations is similar to the switching field obtained from domain-wall motion. Due to its simple form the VH mode

38、l can be used to describe a wide variety of uniaxial structures like the ones described in 16, 17, 25, 27. These results will be reported in further papers.”3. 磁性多层膜中铁磁共振和磁组态相图基于包含自旋矩的Landau-Lifshitz-Gilbert方程，详细研究了磁性多层膜中铁磁共振和磁组态相图，研究结果发表在国际物理学期刊Phys. Rev. B和J. Appl. Phys.，SCI 影响因子分别为3.66和2.19，SCI他引

39、19次，被Phys. Rev.引用9次，该结果受到著名学者的关注和引用： a) 美国科学家D. Pinna在其发表的文章Phys. Rev. B 90, 174405 (2014)中评述为： “Recent research on spin-torque oscillators has focused on the excitation of stable in-plane (IP) and out-of-plane (OOP) precession about the easy and hard magnetic anisotropy axes of thin film nanomagnet

40、s with biaxial magnetic anisotropy. In this article we present a stochastic theory of these precessional dynamics valid over a wide range of parameters. We focus on the OPP dynamics and show the conditions under which precessional motion about the hard axis occurs. The oscillator behavior we find is

41、 reminiscent of that observed in experiments on a spin valve where spin-torque effects are due to the influence of both a perpendicularly magnetized polarizer and in-plane magnetized reference layer 2. The two contributions lead to a net spin torque which can be formally thought to arise from a tilt

42、ed spin polarizer 2326. The precessional dynamics are found to be stable at room temperature and, as a result, have great potential for the development of spin-torque nano-oscillators.”b) 挪威学者Jacob Linder和Mohammad Alidoust在其发表的文章Phys. Rev. B 88, 064420 (2013)中评述为：“The influence of spin-polarized cur

43、rent on Gilbert damping and ferromagnetic resonance have been extensively investigated in different situations.”c) 知名学者Ya. B. Bazaliy在发表的文章Phys. Rev. B 85, 014431 (2012)和学者P. Landeros在发表的文章Phys. Rev. B 81, 214434 (2010)中分别评述：“We now present the application of the effective planar equation approach t

44、o devices with a “tilted polarizer” geometry, which recently became a subject of a number of investigations.”“Peng-Bin He et al.17 consider an in-plane applied field also but extend the theoretical description of the trilayer structures by introducing tilted anisotropy in the polarizing layer. Thus,

45、 an arbitrary orientation of the magnetization of the polarizer is addressed in this paper.”d) 知名物理学家J. A. Katine在文章Phys. Rev. B 86, 014419 (2012)和香港大学Yan Zhou在文章J. Appl. Phys. 112, 063903 (2012)和分别评述：“Such theoretical state diagrams have been described in the literature by different methods. A care

46、ful analytical study of the fourth region shows that steady magnetization precessions around the perpendicular axis are expected.” “The out-of-plane component of the spin-polarized current can drive the free layer into steady precession under zero applied magnetic field, while the in-plane component

47、 of the fixed-layer magnetization generates a large MR without the need for an additional read-out layer. Since our first report on TP-STNOs, intense interest has been generated in studying such TP-STNO-based devices”4. 玻色-爱因斯坦凝聚体的非自治孤子和怪波运用达布变换等方法研究了玻色-爱因斯坦凝聚体的非自治孤子和怪波，实现了对孤子的控制，详细解释怪波的成因，并可以用到其他领域

48、，这些研究结果发表在国际物理学期刊Opt. Commun.和Eur. Phys. J. D上，SCI 影响因子分别为1.54和1.4，SCI他引57次，被Phys. Rev.引用13次，该结果受到国内外同行关注和引用，其中有著名物理学家V. N. Serkin关注和引用： a) 知名物理学家V. N. Serkin在其发表的文章Phys. Rev. A 81, 023610 (2010)中评述：” We conclude by saying that the concept of adaptation is of primary importance in nature, and nonaut

49、onomous solitons that interact elastically and generally move with varying amplitudes, speeds, and spectra adapted both to the external potentials and to the dispersion and nonlinearity changes can be fundamental objects of nonlinear science. The law of soliton adaptation to an external potential 20

50、 has come as a surprise and this law is now the object of much concentrated attention in the field 5267.”b) 印度学者C. N. Kumar在发表的文章Phys. Rev. A 89, 052915 (2014)和国内学者Hua-Mei Li在发表的文章Phys. Rev. E 83, 066607 (2011)中评述：” Recently, laser beams have been used to implement linear potentials which are modula

51、ted periodically in time 58. Moreover, in theoretical studies on nonautonomous BECs, a linear potential with an arbitrary time dependence has been reported in 59.”“Recently, a nonautonomous system with distributed coefficients has attracted a lot of attention because of its interesting features and

52、potential applications 811. More generally, nonautonomous systems with time- and spacedependent distributed coefficients also have very interesting properties but have been the subject of relatively fewer studies.”c) 知名物理学家Anatoly Abrashkin and Alexander Soloviev发表的文章Phys. Rev. Lett. 110, 110, 01450

53、1 (2013)和印度知名物理学家M. Lakshmanan发表的文章Phys. Rev. E 90, 062905 (2014)中分别评述：“Rogue waves are characterized by the amplitude criterion: the height of a rogue wave is two or more times the significant waveheight. Being considered initially for ocean waves, 14, nowadays the concept is shifted to other field

54、s of physics such as nonlinear optics 57, physics of plasma 8, superfluid helium 9, and Bose condensate systems 10.”“However, only a few attempts have been made to identify and analyze the RWs and breather solutions of (1) 3540.”d) 我们的怪波结果还受到学者Jingsong He, Yi-Tian Gao、印度学者C. N. Kumar、Shally Loomba和R

55、. Radha等的关注和引用，这些引用发表在Phys. Rev E上，同时也受到国内其他同行的广泛关注和引用。(5) 与当前国内外同类研究的综合比较本课题致力于研究玻色和费米铁磁系统的非线性动力学特性，共发表SCI检索论文18篇，主要研究结果均发表在国际知名物理期刊物理评论(Phys. Rev. A、Phys. Rev. B) 美国物理年报(Ann. Phys. (N. Y.)、光通讯(Opt. Commun.,)和应用物理(J. Appl. Phys.)上。目前八篇代表作的SCI他引104次。本研究的理论创新程度和推动学科发展的主要作用为：a) 与国内外同期相关研究相比，我们较早的研究了玻色

56、铁磁系统中磁化强度的动力学特性，研究结果发表后受到著名物理学家B. A. Malomed的关注和多次引用，在其引文中明确指出我们的研究结果是Salerno模型的首次物理实现，物理评论上多篇关于Salerno模型研究的文章中均说明该研究结果是Salerno模型物理实现的开创性工作，推动了关于Salerno模型的系统研究，受到国内外同类研究的广泛引用。b) 自旋极化电流驱动的铁磁中磁化强度的运动是近几年的热点问题，为未来实现自旋调控的微电子学器件提供理论基础，本研究中成功解释了畴壁运动的螺距效应和首度提出了磁矩分布的新状态-磁怪波，揭示了自旋计划电流的新作用，丰富了自旋电子学的理论。c) 铁磁共振

57、是微电子学中探测材料和器件磁性重要实验手段，磁性多层膜(包括自旋阀、磁性隧道结等)在磁存储和信息处理等方面具有很大的应用前景。本项目从多方面分析了自旋极化电流和外磁场驱动的磁多层膜中的铁磁共振，解析了各种自旋矩的作用，丰富了自旋电子学理论，给出了电流和钉扎层的磁化强度取向共同调控的自由层中磁化强度运动的稳定性，给出了平行、反平行、平面内及平面外等组态的相图，为未来实现自旋控制的微电子学器件提供了理论基础。研究结果受到国内外同行的广泛关注和引用，受到著名学者的多次评述，保持了与国际同类研究的先进水平。d) 2007年著名光孤子科学家V. N. Serkin等在国际物理学期刊”物理评论快报”Phy

58、s. Rev. Lett., 98, 074102 (2007)上明确提出非自治孤子的概念，在同期本项目研究了玻色-爱因斯坦凝聚体的非自治模型，得到了控制孤子的理论手段。并与国际上怪波研究同步，解释了玻色-爱因斯坦凝聚体中怪波成因，为其他学科解释特殊的怪波提供借鉴意义。（6）第三方评价1. SCI收录和引用证明教育部科技查新工作站(天津大学)出具关于本研究的SCI收录和引用证明，其中8篇代表作被SCI他引99次，被Phys. Rev. 引用27次。2. 国内外同行发表的学术文章中的评述和第三者评价：我们的研究结果在国内外同行发表的学术文章中有很多评述和第三者评价，其中包括国际知名物理学家B. A. Malomed、V. N. Serkin、Anatoly Abrashkin and Alexander Solo