Распространение спиновых волн через анизотропную границу раздела двух одноосных ферромагнетиков во внешнем магнитном поле

В работе рассматривается отражение объемных спиновых волн на границе раздела двух одноосных ферромагнитных сред, падающих под углом к границе раздела, а также их прохождение из одной ферромагнитной среды в другую. При этом на границе раздела двух сред учитывается взаимодействие, аналогичное взаимодействию магнитных подрешеток двурешеточного антиферромагнетика во внешнем постоянном однородном магнитном поле. Поставленная задача решается в формализме спиновой плотности на основе уравнений Ландау–Лифшица при отсутствии диссипации в системе. Предложены граничные условия, накладываемые на вектор намагниченности на границе контакта ферромагнетиков и учитывающие введенную энергию анизотропии границы, а также рассчитаны выражения для коэффициентов отражения и прохождения спиновых волн для данного случая. Показано, что при наличии магнитной анизотропии границы раздела ферромагнетиков интенсивность отраженных спиновых волн и прошедших в среду другого ферромагнетика зависит от значения параметров, характеризующих анизотропию интерфейса раздела.

Год издания: 
2014
Номер: 
4
УДК: 
537.611.2
С. 119–126., Іл. 5. Бібліогр.: 25 назв.
Литература: 

1. B. Neite and H. Dotsch, “Dynamical conversion of optical modes in garnet films induced by ferrimagnetic resonance”, J. Appl. Phys., vol. 62, pp. 648—652, 1987.
2. C.M. Rezende and F.M. Aguiar, “Spin-wave instabilities, auto-oscillations, and chaos in yttrium-iron-garnet”, Proc. IEEE, vol. 78, no. 6, pp. 893—908, 1990.
3. A.V. Kokin and S.A. Nikitov, “The influence of continuouswave pumping on the propagation of envelope solitons of magnetostatic spin waves”, Physics of the Solid State, vol. 43, no. 5, pp. 884—887, 2001.
4. M.A. Tsankov et al., “Magnetostatic wave dynamic magnetization response in yttrium iron garnet films”, J. Appl. Phys., vol. 79, is. 3 pp. 1595—1604, 1996.
5. G. Consolo et al., “Excitation of self-localized spin-wave “bullets” by spin-polarized current in in-plane magnetized magnetic nano-contacts: a micromagnetic study”, Phys. Rev. B, vol. 76, p. 144410, 2008.
6. Yu. I. Gorobets et al., “Excitation of modulated spin waves by a model one-dimensional anisotropy defect”, Physics of Metals and Metallography, vol. 85, no. 3, pp. 272—275, 1998.
7. Yu. I. Gorobets et al., “Spectrum of spin waves in magnetic materials with a periodically modulated anisotropy”, Physics of the Solid State, vol. 34, pp. 790—792, 1992.
8. Yu. I. Gorobets et al., “Formation of nonlinear magnetization oscillations by spin waves transmission through the boundary of two uniaxial ferromagnets”, Commun. Nonlinear Sci. Numerical Simulatio, vol. 15, pp. 4198— 4201, 2010.
9. Решетняк С.А. Преломление поверхностных спиновых волн в пространственно неоднородных ферродиэлектриках с двуосной магнитной анизотропией // Физика твердого тела. — 2004. — 46, № 6. — С. 1031—1037.
10. J.Y. Gan et al., “Spin wave theory for antiferromagnetic XXZ spin model on a triangle lattice in the presence of an external magnetic field”, Phys. Rev. B, vol. 67, p. 144427, 2003.
11. M. Buchmeier et al., “Spin waves in magnetic double layers with strong antiferromagnetic interlayer exchange coupling: Theory and experiment”, Ibid, p. 184404, 2003.
12. J. Fransson et al., “Theory of spin filtering through quantum dots”, Ibid, p. 205210, 2003.
13. Горобец Ю.И., Решетняк С.А. Отражение и преломление спиновых волн в одноосных магнетиках в приближении геометрической оптики // ЖТФ. — 1998. — 68, № 2. — С. 60—63.
14. L. Neel, “L’approche a la saturation de la magnetostriction”, J. Phys. Rad., vol. 15, pp. 376—378, 1954.
15. U. Gradmann et al., “In-Plane Magnetic Surface Anisotropies in Fe(110)”, Appl. Phys. A, vol. 39, pp. 101—108, 1986.
16. H. Takayama et al., “Magnetic surface anisotropy of transition metals”, Phys. Rev. B, vol. 14, pp. 2287—2295, 1976.
17. P. Bruno, “Dipolar magnetic surface anisotropy in ferromagnetic thin films with interfacial roughness”, J. Appl. Phys., vol. 64, p. 3153, 1988.
18. C. Chappert and P. Bruno, “Magnetic anisotropy in metallic ultrathin films and related experiments on cobalt films”, Ibid, p. 5736, 1988.
19. U. Gradmann, “Magnetic surface anisotropies”, J. Magn. Magn. Mat., vol. 54-57, pp. 733—736, 1986.
20. F.J.A. den Broeder et al., “Magnetic anisotropy of multilayers”, J. Magnet. Magnetic Mater. vol. 93, pp. 562— 570, 1991. 2
1. U. Gradmann et al., “Magnetic surface anisotropizs of clean Ni(111)-surfaces and of Ni(111)/metal interface”, IEEE Trans. Magn., vol. 20, pp. 1840—1845, 1984.
22. B.P. Voznyuk et al., “Effect of the interaction of layers on a ferromagnetic resonance in two-layer ferromagnetics films”, FTT, vol. 33, no. 2, pp. 438—442, 1991.
23. А.М. Kosevich et al., Nonlinear magnetization waves. Dynamic and topological solitons. Ukraine, Кyiv: Naukova dumka, 1983.
24. A.I. Akhiezer et al., Spin Waves. North Holland, Amsterdam, 1968.
25. Влияние динамического закрепления спинов на межслойной границе на распространение поверхностных спиновых волн в многослойных ферритовых пленках / С.Л. Высоцкий, Г.Т. Казаков, А.В. Маряхин и др. // Письма в ЖЭТФ. — 1995. — 61, № 8. — С. 673—677.

Транслитерированый список литературы: 

1. B. Neite and H. Dotsch, “Dynamical conversion of optical modes in garnet films induced by ferrimagnetic resonance”, J. Appl. Phys., vol. 62, pp. 648–652, 1987.
2. C.M. Rezende and F.M. Aguiar, “Spin-wave instabilities, auto-oscillations, and chaos in yttrium-iron-garnet”, Proc. IEEE, vol. 78, no. 6, pp. 893–908, 1990.
3. A.V. Kokin and S.A. Nikitov, “The influence of continuous-wave pumping on the propagation of envelope solitons of magnetostatic spin waves”, Physics of the Solid State, vol. 43, no. 5, pp. 884–887, 2001.
4. M.A. Tsankov et al., “Magnetostatic wave dynamic magnetization response in yttrium iron garnet films”, J. Appl. Phys., vol. 79, is. 3 pp. 1595–1604, 1996.
5. G. Consolo et al., “Excitation of self-localized spin-wave “bullets” by spin-polarized current in in-plane magnetized magnetic nano-contacts: a micromagnetic study”, Phys. Rev. B, vol. 76, p. 144410, 2008.
6. Yu. I. Gorobets et al., “Excitation of modulated spin waves by a model one-dimensional anisotropy defect”, Physics of Metals and Metallography, vol. 85, no. 3, pp. 272–275, 1998.
7. Yu. I. Gorobets et al., “Spectrum of spin waves in magnetic materials with a periodically modulated anisotropy”, Physics of the Solid State, vol. 34, pp. 790–792, 1992.
8. Yu. I. Gorobets et al., “Formation of nonlinear magnetization oscillations by spin waves transmission through the boundary of two uniaxial ferromagnets”, Commun. Nonlinear Sci. Numerical Simulatio, vol. 15, pp. 4198–4201, 2010.
9. Решетняк С.А. Преломление поверхностных спиновых волн в пространственно неоднородных ферродиэлектриках с двуосной магнитной анизотропией // Физика твердого тела. – 2004. – 46, № 6. – С. 1031–1037.
10. J.Y. Gan et al., “Spin wave theory for antiferromagnetic XXZ spin model on a triangle lattice in the presence of an external magnetic field”, Phys. Rev. B, vol. 67, p. 144427, 2003.
11. M. Buchmeier et al., “Spin waves in magnetic double layers with strong antiferromagnetic interlayer exchange coupling: Theory and experiment”, Ibid, p. 184404, 2003.
12. J. Fransson et al., “Theory of spin filtering through quantum dots”, Ibid, p. 205210, 2003.
13. Gorobet͡s I͡U.I., Reshetni͡ak S.A. Otrazhenie i prelomlenie spinovykh voln v odnoosnykh magnetikakh v priblizhenii geometricheskoĭ optiki // ZhTF. – 1998. – 68, # 2. – S. 60–63.
14. L. Néel, “L’approche a la saturation de la magnétostriction”, J. Phys. Rad., vol. 15, pp. 376–378, 1954.
15. U. Gradmann et al., “In-Plane Magnetic Surface Anisotropies in Fe(110)”, Appl. Phys. A, vol. 39, pp. 101–108, 1986.
16. H. Takayama et al., “Magnetic surface anisotropy of transition metals”, Phys. Rev. B, vol. 14, pp. 2287–2295, 1976.
17. P. Bruno, “Dipolar magnetic surface anisotropy in ferromagnetic thin films with interfacial roughness”, J. Appl. Phys., vol. 64, p. 3153, 1988.
18. C. Chappert and P. Bruno, “Magnetic anisotropy in metallic ultrathin films and related experiments on cobalt films”, Ibid, p. 5736, 1988.
19. U. Gradmann, “Magnetic surface anisotropies”, J. Magn. Magn. Mat., vol. 54-57, pp. 733–736, 1986.
20. F.J.A. den Broeder et al., “Magnetic anisotropy of multilayers”, J. Magnet. Magnetic Mater. vol. 93, pp. 562–570, 1991.
21. U. Gradmann et al., “Magnetic surface anisotropizs of clean Ni(111)-surfaces and of Ni(111)/metal interface”, IEEE Trans. Magn., vol. 20, pp. 1840–1845, 1984.
22. B.P. Voznyuk et al., “Effect of the interaction of layers on a ferromagnetic resonance in two-layer ferromagnetics films”, FTT, vol. 33, no. 2, pp. 438–442, 1991.
23. А.М. Kosevich et al., Nonlinear magnetization waves. Dynamic and topological solitons. Ukraine, Кyiv: Naukova dumka, 1983.
24. A.I. Akhiezer et al., Spin Waves. North Holland, Amsterdam, 1968.
25. Vlyi͡anye dynamycheskoho zakreplenyi͡a spynov na mez͡hsloĭnoĭ hranyt͡se na rasprostranenye poverkhnostnykh spynovykh voln v mnohosloĭnykh ferrytovykh plënkakh / S.L. Vysot͡skyĭ, H.T. Kazakov, A.V. Mari͡akhyn y dr. // Pys′ma v Z͡hĖTF. – 1995. – 61, # 8. – S. 673–677.

Полнотекстовый документSize
2014-4-20.pdf513.9 KB