Хвилі та неоднорідності намагніченості в просторово модульованих структурах

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ МАГНЕТИЗМУ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК ТА МІНІСТЕРСТВА ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук

Хвилі та неоднорідності намагніченості в просторово модульованих структурах

Спеціальність: Магнетизм

Кучко Андрій Миколайович

Київ, 2006 рік

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Відомо, що обмінна взаємодія не тільки приводить до існування магнітовпорядкованого основного стану, але й до можливості розповсюдження своєрідних хвиль - спінових хвиль (СХ) (Ц1-Ц3). З існуванням СХ пов'язано багато фундаментальних особливостей в поведінці магнітовпорядкованих середовищ. Підвищений практичний інтерес до вивчення СХ пов'язаний з тим, що їх частоти можуть досягати декількох терагерц, в той час, як довжина хвиль може складати лише декілька нанометрів. Наномагнетизм і терагерцове випромінювання на сьогодні являються одним з найбільш актуальних предметів в фізиці твердого тіла.

При макроскопічному опису у термінах суцільного середовища СХ є порушенням однорідності намагніченості, що розповсюджується, у зв'язку з чим їх іноді називають хвилями намагніченості. Часто йде мова про два види хвиль намагніченості - СХ, що відповідають перевазі одного з двох різних механізмів взаємодії спінів: в магнітостатичних СХ (МСХ) переважає магнітодипольна взаємодія, в обмінних СХ (ОСХ) - обмінна взаємодія.

Хоча ОСХ були передбачені набагато раніше за МСХ, на сьогодні перші, в експериментальному плані, вивчені значно менше, що пов'язано з проблемою збудження та прийому ОСХ, на відміну від простоти збудження та прийому МСХ. Однак, на сьогодні з'явилися роботи, направлені на вивчення ОСХ, запропоновані механізми перетворення електромагнітних коливань і МСХ у ОСХ. У (Ц2, Ц3) розглядаються методи генерації та детектування СХ, а також процеси їх розповсюдження в неоднорідних матеріалах. В останній час, у зв'язку з вдосконаленням технології вирощування плівок магнітних матеріалів з малою магнітною в'язкістю і розвитком нанотехнологій, значно підвищився інтерес до вивчення процесів розповсюдження СХ, обумовлений можливістю їх застосування в приладах спінової мікроелектроніки і наноелектроніки та в приладах НВЧ-техніки як нового методу і засобу для обробки сигналів. Актуальність дослідження процесів розповсюдження СХ також обумовлена освоєнням в мікроелектроніці нових, більш високочастотних діапазонів, що спричинить збільшення швидкості обробки інформації.

Спектр СХ визначає динамічний відгук матеріалів на зовнішній вплив, наприклад в елементарному акті запису і зчитування інформації. Окрім того, широкі можливості у використанні СХ відкриваються і в зв'язку з тим, що з їх допомогою можна отримати інформацію про локальні властивості магнітних матеріалів, що використовуються у техніці.

Чисельні використання СХ нерозривно пов'язані з матеріалами, в яких вони розповсюджуються. Особлива увага останнім часом приділяється неоднорідним середовищам розповсюдження СХ.

Використовуються неоднорідні середовища, або середовища з просторовою модуляцією магнітних параметрів, що штучно синтезовані за допомогою різних фізичних, хімічних та механічних методів (зразки залізо-ітрієвого гранату, сплави, та багато інших з різною концентрацією компонентів у шарах, що дозволяє отримувати різні значення магнітних параметрів матеріалу). Неоднорідності магнітних параметрів матеріалів можуть бути створені як штучно, так і викликані різного роду дефектами (дефект анізотропії, дислокації і т. д.) в початково просторово однорідному матеріалі. Безперервний прогрес в даній сфері знань, підкріплений швидко зростаючими технологічними можливостями, дозволяє прогнозувати появу нових концепцій і практичних застосувань матеріалів з просторово модульованими структурами.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась в рамках тематичного плану науково-дослідних робіт кафедри теоретичної фізики Донецького національного університету (№01910000241, 0193U041491, 0194U007487, 0196U003639), Інституту магнетизму НАН та МОН України (№0103U000493).

Мета та задачі дослідження. Метою даної дисертаційної роботи було встановлення загальних закономірностей і специфічних особливостей спінхвильових процесів у просторово неоднорідних магнітних матеріалах та з'ясування характеру динаміки локалізованих магнітних неоднорідностей у феромагнетиках та надпровідниках.

Для досягнення цієї мети було сформульовано і вирішено ряд наукових задач, які у сукупності розв'язують наукову проблему розповсюдження спінових хвиль та динаміки намагніченості в просторово модульованих магнітних матеріалах. Досліджено процеси генерації, розсіювання і розповсюдження хвиль намагніченості в матеріалах, які містять дислокації, відокремлені дефекти анізотропії, а також у магнонних кристалах матеріалах з періодичною модуляцією магнітних параметрів. Розглядались як ідеальні матеріали, так і матеріали з урахуванням магнітної в'язкості, розмитості перехідних границь і наявності структурних дефектів.

Досліджено особливості процесів взаємодії у системі магнітна голка скануючого тунельного мікроскопу-поверхня магнітної плівки. Розглянуто динаміку і кінетику магнітних неоднорідностей в надпровідниках, що взаємодіють з системою повільно релаксуючих парамагнітних іонів та з швидко релаксуючим термостатом.

Методи досліджень. Згідно меті і науковим задачам, дослідження проводились аналітичними та чисельними методами з використанням сучасних методів теоретичної фізики, а також експериментально, з застосуванням скануючого тунельного мікроскопу.

Практичне значення отриманих результатів. Проведені в дисертаційній роботі дослідження і отримані результати дозволяють розширити і поглибити фізичні уявлення про особливості процесів розповсюдження СХ в неоднорідних магнітних матеріалах.

Особистий внесок здобувача. Нижче наводиться список спільних публікацій, з зазначенням конкретного внеску здобувача.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень, які представлені в дисертаційній роботі, доповідались та обговорювались на наступних наукових конференціях:

- The annual Condensed Matter and Materials Physics conference CMMP'2006, Exeter, UK, 2006;

- Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials MMM' 1996, 2005;

- International Conference “Functional Materials” ICFM' 2001, 2003, 2005;

- Euro-Asian Symposium “Trends in Magnetism” EASTMAG' 2001, 2004;

- Международная школа-семинар “Новые магнитные материалы микроэлектроники” НМММ' 1992, 2000, 2004;

- International Conference on Magnetism ICM' 1994, 1997, 2003;

- European magnetic Materials and Applications conference EMMA' 1995, 2000;

- 7th International Conference on Ferrites, France, 1996;

- International conference “Soft Magnetic Materials”, Cracov, 1995;

- 14th International Colloquium on Magnetic Films and Surfaces, Dusseldorf, 1994;

- XI международная конференция по гиромагнитной электронике и электродинамике, Москва, 1992;

- International symposium on high-Tc superconductivity and tunneling phenomena, Донецк, 1992;

- Семинар по магнитомикроэлектронике, Симферополь, 1991.

Публікації.

Результати дисертаційної роботи опубліковані у 26 статтях в наукових журналах, внесених до списку ВАК України.

Структура і об'єм дисертації.

Дисертація складається зі вступу, шести розділів, висновку та списку цитованої літератури.

Загальний об'єм дисертації складає 299 сторінок машинописного тексту. Дисертація містить 81 ілюстрацію. Список використаних джерел складається з 294 найменувань і займає 29 сторінок.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі розкрито сутність і стан наукової проблеми, обґрунтована актуальність теми, сформульовані мета й завдання роботи, показані її наукова й практична цінність і новизна.

У першому розділі дисертації розглядаються процеси розсіювання й генерації СХ у матеріалі який містить модельний дефект одноосьової магнітної анізотропії.

Створення генераторів СВ є важливою задачею, так як для використання СХ потрібні ефективні джерела, що забезпечують збудження СХ із заданою частотою й напрямком поширення.

Розглянемо також таке: однорідно намагнічений уздовж осі OZ феромагнетик, який помістимо в однорідне зовнішнє магнітне поле H0, спрямоване уздовж осі OZ.

Для опису динаміки магнітного моменту будемо використовувати рівняння Ландау-Ліфшиця (ЛЛ).

Дана модельна залежність константи анізотропії від координати досить добре описує реальний розподіл анізотропії у ферит-гранатах, вирощених методом рідинної фазової епітаксії, це лише у випадку зміни температурного режиму росту.

Скористаємося формалізмом параметра порядку спінової густини (Ц4). Для цього представимо намагніченість через двокомпонентний комплексний вектор-стовпець:

Однорідне рівняння, що відповідає (4), аналогічне рівнянню Шредінгера, що описує рух частки в модифікованій потенційній ямі Пешля-Таллера, для неї має місце система рівнянь:

Фундаментальна система розв'язків однорідного рівняння, що відповідає (6).

Як видно з (8) відповідним підбором функції шляхом зміни залежностей поля накачування й поля зсуву, можна створити практично будь-яку залежність амплітуди СХ від хвильового вектора.

Таким чином, наявність у матеріалі дефекту анізотропії виду (2) дозволяє перетворити змінно однорідне магнітне поле зі спектром у СХ із хвильовими числами і з частотним спектром (8).

Таким чином, маємо, добре відома й може бути записана у вигляді:

Отримані результати можна узагальнити, маючи на увазі, що будь-яка електродинамічна неоднорідність матеріалу у змінному однорідному магнітному полі може служити генератором СХ.

Амплітудно-частотна характеристика такого генератора буде визначатися розміром і профілем неоднорідності, дисперсією СХ у зразку з конкретно заданою геометрією, а також тим, який саме магнітний параметр є неоднорідним.

У другому розділі дисертації розглядаються кутові особливості процесу розсіювання СХ на дислокаціях.

Нехай СХ розповсюджується в необмеженому легковісному магнетику, що містить відокремлену крайову дислокацію, і поміщений у постійне однорідне магнітне поле H. Направимо вісь OZ системи координат уздовж вісі дислокації, вісі легкого намагнічування (ВЛН) і постійного однорідного зовнішнього магнітного поля. Вісь OX направимо уздовж вектора Бюргерса. У такій системі координат можна записати наступний вираз для густини енергії феромагнетика з урахуванням малості деформацій і неоднорідності намагніченості:

Дане неявне рівняння вирішувалося чисельно.

Аналогічно може бути отриманий вираз для амплітуди розсіювання СХ на крайовій дислокації з вектором Бюргерса паралельним ВЛН і віссю дислокації спрямованої уздовж осі OY. Як і в попередньому випадку має місце рівність нулю амплітуди розсіювання для кутів розсіювання, які задовольняють рівнянню:

Ситуація ускладнюється у випадку гвинтової дислокації перпендикулярної ВЛН.

Тому, в цьому випадку відсутнє безпосереднє розсіювання СХ на дислокаційних деформаціях, однак має місце розсіювання СХ на статичних неоднорідностях ефективного магнітного поля, пов'язаних з неоднорідним розподілом намагніченості в області дислокації.

Для цього випадку знайдено амплітуду розсіювання і залежність кута розсіювання від кута падіння для нульової амплітуди розсіювання.

У третьому розділі дисертації розглянуті процеси поширення СХ в одновимірних МК без магнітної в'язкості.

Часто при вивченні властивостей МК розглядається модуляція лише окремих параметрів магнітної системи, як правило, величини константи одноосьової анізотропії.

Такий підхід, виграючи в простоті й відповідаючи деяким реалізованим на практиці випадкам магнітних систем, дозволяє виявити основні закономірності розповсюдження й згасання СХ у МК.

Але з погляду експерименту і практичних застосувань залишається актуальною задача розгляду МК найбільш загального виду. Це важливо як у плані розуміння місця розглянутих раніше моделей у загальній картині, так і для можливості застосування отриманих результатів до більш широкого кола використовуваних на практиці матеріалів:

Однією з особливостей МК з модуляцією гіромагнітного відношення є те, що наявність постійного зовнішнього магнітного поля вже не приводить до простого перевизначення величини константи анізотропії й зсуву початку відліку частоти СХ (як це було у випадку МК з постійним значенням гіромагнітного відношення в шарах).

Через те, що частота входить у рівняння дисперсії (16) в комбінації з намагніченістю насичення й гіромагнітним відношенням, а поле - тільки з намагніченістю насичення, польова залежність вже не може бути отримана із частотної перевизначенням масштабу, як це було отримано раніше для випадку однорідного розподілу гіромагнітного відношення.

При відсутності модуляції гіромагнітного відношення залежність хвильових чисел від частоти й поля зводиться до однієї автомодельної змінної g Якщо величина гіромагнітного відношення змінюється від шару до шару, то дана автомодельність відсутня. Одним з результатів цього є те, що при наявності постійного зовнішнього магнітного поля “лінії спектрів” проходять через ділянки діаграми, недоступні при розумній глибині модуляції параметрів матеріалу з постійним гіромагнітним відношенням. У розділі всі розрахунки проведені за відсутності магнітної релаксації. Врахування релаксації призведе до появи уявної частини квазіхвильового числа в дозволених і дійсної у заборонених зонах, внаслідок чого зображена на рисунку діаграма втрачає зміст. Проте для малої магнітної в'язкості, в області заборонених зон “бездисипативної моделі” згасання СХ продовжує залишатися великим у порівнянні з дозволеними частинами спектру, а викладені в даному підрозділі висновки - якісно вірними.

У четвертому розділі дисертації розглядається вплив модуляції магнітної в'язкості на ефективне згасання СХ у МК. У реальних магнітних середовищах істотну роль відіграють процеси релаксації магнітного моменту. У МК дисипативні характеристики шарів також можуть бути промодульовані в просторі, що повинно впливати на динаміку магнітного моменту.

Взаємодія дефектів з міжшаровими межами може також викликати неоднорідність розподілу магнітної в'язкості в межах “основних” шарів МК, яка може виявитися зосередженою або в товщі “основних” шарів, або в області міжшарових меж.

Для опису процесів згасання СХ у МК при наявності в'язкості скористаємося рівнянням ЛЛ із релаксаційним членом:

У моделі “однорідний шар” (ОШ) в'язкість розподілена всередині шарів однорідно, і залежність параметра Ландау від координат описується кусочно-постійною функцією такого ж типу, що й для інших характеристик матеріалу, маючи значення (1 або 2) всередині відповідних шарів.

У моделях з неоднорідним внутрішньошаровим розподілом магнітної в'язкості однорідні “основні” шари розділені тонкими “перехідними” шарами, що складаються із двох половинок. Кожна з цих половинок має малу товщину і має такі ж магнітні властивості, що й “основний” шар, який примикає до неї.

Але, за винятком параметра Ландау, що змінюється стрибком при переході з “основного” шару в “перехідний”:

Чисельне дослідження виразу (23) показало, що наявність дисипації приведе до зсуву й розмиття заборонених зон спектру, які сильно залежать від глибини модуляції параметрів структури.

Було показано також, що змінюючи величину постійного зовнішнього магнітного поля, можна істотно впливати на глибину проникнення СХ у матеріал.

У випадку малого згасання СХ можна знайти аналітичні вирази для ЕКПЗ у явному виді.

Приймаючи, що в порівнянні з одиницею в області частот, що відповідають дозволеним зонам МК під час відсутності в'язкості, розкладаючи (23) по них у ряд і зневажаючи складниками вище першого порядку малості, одержуємо для ЕКПЗ у зазначеній області частот:

Вираз (24) описує вплив дисипативних характеристик окремих шарів на ефективне згасання СХ у всій структурі.

Одним із граничних випадків, що дозволяє спростити отримані вирази, є випадок дрібношаруватої структури, коли просторовий період модуляції параметрів матеріалу набагато менше довжини СХ, які поширюються в ньому. У цьому випадку (23) одержуємо наступний вираз для спектру СХ у квадратичному по зазначених параметрах малості наближенні:

Неважко помітити, що вираз (25) являє собою рівняння дисперсії СХ в однорідному матеріалі, параметри якого дорівнюють середнім по об'єму розглянутих структур (26). Чисельне дослідження залежностей (24), (25) показало, що згасання СХ моделі ВМ і ОШ практично не відрізняються один від одного, а модель ВМ у порівнянні з ними має особливості, які проявляються, у наявності в частотній залежності ЕКПЗ СХ більше глибоких мінімумів, відповідних аномально великій глибині проникнення СХ у МК.

У п'ятому розділі дисертації розглядається вплив структури міжшарових границь і локальних порушень трансляційної інваріантості на спектр СХ у МК. Спектри СХ у МК у наближенні нескінченно тонких міжшарових меж вивчені досить добре (див., наприклад, матеріали попередніх розділів даної дисертації). Розв'язки задач про поширення хвиль у таких структурах з математичної точки зору аналогічні до задачі Кроніга-Пенні про рух електрона в періодичному потенціалі. Такі потенціали, незважаючи на свою простоту, досить широко використовуються дотепер і дозволяють описати основні властивості МК. Зараз акцент у вивченні МК зміщюється від ідеальних структур до моделей більш близьких до реальних структур. Одним з таких наближень до реальних структур є врахування того, що товщини перехідних шарів МК мають скінченну величину, а також різний просторовий розподіл параметрів магнітного матеріалу в перехідних шарах. У даному розділі розглядаються два модельних профілі розподілу анізотропії в перехідному шарі, які допускають точні розв'язки рівняння ЛЛ: модель із лінійним і синусоїдним розподілом.

Розглянемо ідеальний (без магнітної в'язкості) МК, який представляє собою систему однорідних магнітних шарів, що чергуються, рівної товщини d, що характеризуються різними значеннями константи одноосьової анізотропії в кожному шарі. Будемо припускати, що “основні” шари МК розділені “перехідними” областями товщиною, у яких значення константи одноосьової анізотропії змінюється лінійно від значення.

Для опису динаміки магнітного моменту в кожному шарі будемо використовувати рівняння (22) з 0. В області першого й третього шарів розв'язок рівняння (22) має вигляд плоских хвиль. В області другого й четвертого шарів розв'язками рівняння є функції Ейрі (Ai та Bi). Спектр СХ у МК, отриманий методом матриць перетворення, з урахуванням граничних умов (17) і умови періодичності (18), має вигляд:

Аналогічні результати мають місце й для синусоїдного розподілу анізотропії в перехідному шарі.

Також був проаналізований вплив на спектр СХ у МК із розмитими межами неоднаковості товщин основних шарів. Було показано, що вплив профілю розподілу анізотропії на розміри заборонених зон виявляється тільки при досить великих розмитостях міжшарових меж. У цьому випадку, на підставі спектральних вимірів розмірів заборонених зон не можна робити висновок про товщину міжшарової межі без уточнення структури межі. Для тонких міжшарових меж ширина забороненої зони істотно залежить від співвідношення розмірів однорідних шарів і слабко залежить від профілю розподілу анізотропії в перехідному шарі. Дотепер розглядалися тільки бездефектні МК. Однак, у реальних МК можуть бути присутніми структурні дефекти (СД), які призводять до локальної зміни параметрів матеріалу, і порушують трансляційну симетрію МК. Для визначення дискретних частот локалізованих на СД мод отримано вираз:

У рівнянні (28) враховано модуляцію всіх параметрів МК і СД. Внаслідок громіздкості отриманого виразу весь наступний аналіз результатів проводиться для випадку модуляції тільки константи одновісної анізотропії й обміну. Розв'язок рівняння (28) або отримано чисельно.

Спектр СХ у МК має зонний характер.

Наявність заборонених зон унеможливлює поширення в МК СХ, частота яких попадає в заборонену зону. Дана особливість спектра є наслідком трансляційної симетрії, властивої МК. При наявності в МК дефекту, симетрія системи порушується, що уможливлює існування мод із частотами, що лежать у заборонених зонах. Дані частоти локалізованих на дефекті СХ визначаються розв'язками рівняння (28). При різних значеннях параметрів МК і СД рівняння (28) може мати різну кількість корінь, що обумовлює різну кількість локалізованих мод.

У шостому розділі дисертації представлені результати експериментальних досліджень щодо створення поверхневих магнітних мікронеоднорідностей у феромагнітному матеріалі під впливом магнітної голки скануючого тунельного мікроскопу. Дослідження тонких плівок магнітних матеріалів з різного роду неоднорідностями викликає інтерес у зв'язку з можливістю їхнього застосування як середовища для запису, зберігання й обробки даних, а також, у різних функціональних пристроях на основі СХ. Тенденція до збільшення щільності збереженої інформації веде до необхідності створення технологій, що використовують усе більше дрібні магнітні неоднорідності, аж до наномасштабів, і вивчення поведінки магнітних матеріалів на таких масштабах. Перспективною технологією для створення таких неоднорідностей і вивчення їх статичних і динамічних властивостей є скануюча тунельна мікроскопія (СТМ).

У цьому зв'язку було проведено експеримент по визначенню характерних часів релаксації в системі магнітна голка СТМ - поверхня феромагнетика. Дослідження проводилися на зразках Ni, які були отримані методом іонно-плазмового розпилення на монокристалічні підкладки кремнію. Товщина плівок становила ~1000 Е. Виміри проводилися в повітрі при кімнатній температурі. У СТМ застосовувалася Fe-Cu голка, намагнічена уздовж своєї осі. Величина тунельного струму 0.15 нА, напруга 0.5 В. Використовувався режим постійного тунельного струму. Сканування проводилося по поверхні зразка, розміром 352-352 Е, у результаті чого були отримані двовимірні профілі постійного тунельного струму.

При багаторазовому скануванні тієї самої ділянки зразка спостерігається ефект динамічної зміни мікроструктури поверхні постійного тунельного струму, що виражається у відсутності стабільного СТМ-зображення, що пов'язане з магнітною взаємодією, що виникає в системі СТМ-голка поверхня зразка. Для дослідження цього ефекту проводилося послідовне сканування тієї самої ділянки поверхні зразка протягом години з інтервалом 2 хвилини. Потім, кожному з отриманих СТМ-зображень ставився у відповідність інтегральний параметр, що характеризує властивості поверхні й не залежний від вибору початку координат і її загального нахилу - фрактальна розмірність, в результаті чого був отриманий часовий ряд Dhb(t). Аналіз цього ряду був проведений з використанням методу нормованого розмаху (метод Херста), заснованого на тому, що для широкого класу явищ для нормованого розмаху R/S має місце наступне співвідношення (емпіричний закон Херста):

Тут постійна H, яку називають показником Херста, характеризує наявність пам'яті в досліджуваній системі.

Розподіл магнітного поля у ДВ, що рухається рівномірно, будемо описувати виразом:

На початку експерименту, у результаті однократного сканування по поверні 600-600 нм, було отримано первісне СТМ-зображення поверхні досліджуваного зразка Потім СТМ-голка переміщувалась до центру області сканування й позиціювалася там протягом 20-30 хвилин. Після цього проводилося контрольне сканування, яке виявило послідовні стадії перебудови структури поверхні. Визначимо зміну енергії ПІ при проходженні магнітного потоку. Нехай при t має місце больцманівський розподіл ПІ по енергетичних рівнях. Потужність втрат, що доводиться на одиницю довжини ДВ має вигляд:

Проведемо порівняння внеску електромагнітних і парамагнітних втрат у дисипативну функцію надпровідника із ДВ. Для оцінки електромагнітних втрат, обумовлених виділенням джоулева тепла, що виникає в НП з нормальним омічним опором при русі в ньому ДВ з розподілом поля (29), скористаємося виразом:

Помітимо, що залежно від концентрації парамагнітних іонів і умов приготування НП, величина Ам/Ar може змінюватися в діапазоні 0.1-10.

Залежність сумарних втрат (парамагнітних і омічних) від швидкості може носити немонотонний характер.

ВИСНОВКИ

В роботі досліджено закономірності та встановлено специфічні особливості процесів розповсюдження СХ у просторово неоднорідних магнітних матеріалах та динаміки локалізованих магнітних неоднорідностей у феромагнетиках та надпровідниках. Можна виділити наступні найбільш важливі результати, отримані в роботі:

1. Проведено теоретичний розгляд процесів генерації СХ в необмеженому однорідно намагніченому матеріалі з локальним одновимірним дефектом одноосьової анізотропії однорідним змінним зовнішнім магнітним полем. Показано, що подібний дефект анізотропії може служити генератором модульованих СХ;

2. Проаналізовано кутові залежності амплітуди розсіювання СХ в необмеженому легковісному магнетику, що містить відокремлену прямолінійну (гвинтову або крайову) дислокацію, при різних взаємних розташуваннях вісі легкого намагнічування матеріалу, вісі і вектора Бюргерса дислокації. Встановлено, що при деяких значеннях кута розсіювання амплітуда розсіювання дорівнює нулю. Для нульової амплітуди знайдено залежність кута розсіювання від кута падіння СХ;

3. Досліджено спектри обмінних СХ в магнонному кристалі при одночасній модуляції величини константи одноосьової анізотропії, обмінної взаємодії, намагніченості насиченості і гіромагнітного відношення. Знайдено умови на параметри магнонного кристалу і величину постійного зовнішнього магнітного поля, при виконанні яких магнонний кристал веде себе як “квазіоднорідний” матеріал - матеріал, в спектрі якого відсутні заборонені зони;

4. Розраховано спектр та ефективний коефіцієнт просторового згасання СХ при неоднорідному розподілу дисипативних характеристик одновимірного магнонного кристалу. Встановлено, що результуюче згасання СХ, що розповсюджуються в магнонному кристалі, суттєво залежить як від глибини модуляції “в'язких” властивостей матеріалу так і від глибини модуляції його магнітних параметрів. Знайдено умови, яким повинні задовольняти параметри магнонного кристалу, щоб забезпечити максимально глибоке проникнення СХ у магнонний кристал;

5. Теоретично вивчено процеси розповсюдження СХ в одновимірному магнонному кристалі з розмитими міжшаровими границями і при наявності структурних дефектів, які порушують трансляційну інваріантність матеріалу. Обчислено залежність розмірів заборонених зон від товщини міжшарової границі і глибини модуляції для лінійного і синусоїдного профілів розподілу анізотропії в міжшаровій границі. Знайдено частоти локалізованих на структурному дефекті спінхвильових мод як функції параметрів магнонного кристалу, дефектного шару і зовнішнього магнітного поля;

6. Експериментально визначено характерний час релаксації системи магнітна голка скануючого тунельного мікроскопу - поверхня магнітної плівки Ni. Показано можливість формування поверхневої магнітної неоднорідності в феромагнітному матеріалі під впливом магнітної голки скануючого тунельного мікроскопу;

7. Знайдено вклад в дисипативну функцію надпровідника, зумовлений взаємодією джозефсонівського вихору з системою повільно релаксуючих парамагнітних іонів. Проведено порівняння механізмів парамагнітних і джоулєвих втрат для вихору Джозефсона.

ПЕРЕЛІК ЦИТОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Ахиезер А.И., Барьяхтар В.Г., Пелетминский С.В. Спиновые волны. М.: Наука, 1967. 368 с.

2. Гуревич А.Г., Мелков Г.А. Магнитные колебания и волны. М.: Наука, 1994. 463 с. анізотропія електромагнітний надпровідник

3. Данилов В.В., Зависляк М.В., Балинский М.Г. Спинволновая электродинамика. Киев: Лыбидь, 1991. 212 с.

4. Барьяхтар В.Г., Горобец Ю.И. Цилиндрические магнитные домены и их решетки. Киев: Наукова думка, 1988. 168 с.

5. Барьяхтар В.Г. Феноменологическое описание релаксационных процессов в магнетиках // ЖЭТФ. - 1984. - Т. 87, №4. С. 1501-1508.

Размещено на Allbest.ru