Физика низких температур, 2010, № 08-09

Влияние кросс-корреляций между неоднородностями на спектр и затухание спиновых и упругих волн

Fri, 01 Jan 2010 00:00:00 GMT

Влияние кросс-корреляций между неоднородностями на спектр и затухание спиновых и упругих волн Игнатченко, В.А.; Полухин, Д.С. Исследованы законы дисперсии и затухания спиновых волн в ферромагнетике с неоднородностями параметров обмена и магнитной анизотропии и упругих волн в изотропной среде с неоднородностями плотности вещества и силовых упругих констант с учетом кросс-корреляций между этими неоднородностями. Установлена общая закономерность, не зависящая от физической природы волн: характер действия кросс-корреляций между неоднородностями любых двух параметров вещества на спектр волн определяется тем, принадлежат ли оба параметра к той же самой части гамильтониана (т.е. оба относятся к кинетической или оба — к потенциальной части) или они принадлежат к разным частям гамильтониана. В первом случае положительные кросс-корреляции приводят к большей модификации закона дисперсии и росту затухания волн, во втором случае — к уменьшению этих характеристик. Соответственно отрицательные кросс-корреляции в каждом из этих случаев приводят к обратным эффектам. Дано качественное объяснение этой закономерности.; Досліджено закони дисперсії та загасання спінових хвиль у феромагнетику з неоднорідністю параметрів обміну і магнітної анізотропії та пружних хвиль в ізотропному середовищі з неоднорідністю густини речовини і силових пружних констант із урахуванням крос-кореляцій між цими неоднорідностями. Установлено загальну закономірність, яка не залежить від фізичної природи хвиль: характер дії крос-кореляцій між неоднорідностями будь-яких двох параметрів речовини на спектр хвиль визначається тим, чи належать обидва параметри до тієї ж самої частини гамільтоніана (тобто обидва належать до кінетичної або обидва — до потенціальної частини) або до різних частин гамільтоніана. У першому випадку позитивні крос-кореляції призводять до більшої модифікації закону дисперсії та зростанню загасання хвиль, у другому — до зменшення цих характеристик. Відповідно негативні крос-кореляції в кожному із цих випадків призводять до зворотних ефектів. Дано якісне пояснення цієї закономірності.; Laws of dispersion and damping of spin waves in a ferromagnet with inhomogeneities of the exchange and magnetic-anisotropy parameters, as well as elastic waves in an isotropic medium with inhomogeneities of the density of material and elastic force constants are studied with taking into account cross correlations between these inhomogeneities. The general law that is independent of the wave nature is established: effects of cross correlations between inhomogeneities of any two material parameters on the wave spectrum are determined by the fact whether both these parameters belong to the same part of the Hamiltonian (that is, both are related to the kinetic part or to the potential one) or they belong to the different parts of the Hamiltonian. In the first case the positive cross correlations lead to a more dramatic modification of the dispersion law and an increase in wave damping, and in the second case to the decrease of these characteristics. Correspondingly, the negative cross correlations in the each of these cases lead to inverse effects. A qualitative explanation of this law is given.

Спин-волновые резонансы в антиферромагнетиках

Fri, 01 Jan 2010 00:00:00 GMT

Спин-волновые резонансы в антиферромагнетиках Круг фон Нидда, Х.-А.; Свистов, Л.Е.; Прозорова, Л.А. В образцах FeBO₃ в виде тонких пластин удалось наблюдать спин-волновые резонансы с рекордно большими волновыми числами ( n ∼100–1000 ), соответствующими значениям волновых векторов k∼10⁵–10⁶ cм⁻¹. Исследования спин-волновых резонансов позволяют получать информацию о спектре спиновых волн. Определена температурная зависимость константы неоднородного обмена в FeBO₃. При температуре большей, чем 1/3 от температуры Нееля, наблюдается заметное смягчение спектра магнонов, которое, по-видимому, связано с их взаимодействием. Обнаружено, что эффективность возбуждения спин-волновых резонансов существенно зависит от искусственно создаваемых в образце неоднородных упругих деформаций. Предложена модель, которая описывает результаты эксперимента.; У зразках FeBO₃ у вигляді тонких пластин удалося спостерігати спін-хвильові резонанси з рекордно великими хвильовими числами ( n∼100–1000 ), відповідними до значень хвильових векторів k∼10⁵–10⁶ cм⁻¹. Дослідження спін-хвильових резонансів дозволяє одержувати інформацію про спектр спінових хвиль. Визначено температурну залежність константи неоднорідного обміну в FeBO₃. При температурі більшої, ніж 1/3 від температури Неєля, спостерігається помітне пом'якшення спектра магнонів, яке, ймовірно, пов'язано з їхньою взаємодією. Виявлено, що ефективність порушення спін-хвильових резонансів суттєво залежить від неоднорідних пружних деформацій, які штучно створені у зразку. Запропоновано модель, яка описує результати експерименту.; Spin wave resonances with enormously large wave numbers corresponding to wave vectors k∼10⁵–10⁶ cm⁻¹ are observed in thin plates of FeBO₃. The spin-wave resonance study allows one to obtain information on spin wave spectrum. The temperature dependence of inhomogeneous exchange constant is determined for FeBO₃. A considerable spectrum softening of magnons resulting from their interaction, is observed at temperatures above 1/3 of the Neel temperature. The excitation level of spin-wave resonances is found to depend significantly on inhomogeneous elastic deformations artificially created in the sample. A theoretical model is proposed to describe the observed effects.

Терагерцовое излучение джозефсоновского сэндвича

Fri, 01 Jan 2010 00:00:00 GMT

Терагерцовое излучение джозефсоновского сэндвича Малишевский, А.С.; Силин, В.П.; Урюпин, С.А.; Успенский, С.Г. Представлены основные результаты изучения черенковского излучения электромагнитных волн как уединенным вихрем, так и волной Свихарта, движущимися в протяженном джозефсоновском сэндвиче, окруженном диэлектриком. Рассмотрены потоки энергии электромагнитного поля вдоль протяженного сэндвича. Сравнительный анализ величин потоков дан в широком диапазоне частот и волновых чисел поверхностных волн сэндвича.; Представлено основні результати вивчення черенківського випромінювання електромагнітних хвиль як відокремленим вихором, так і хвилею Свіхарта, що рухаються в протяжному джозефсонівському сендвічі, який оточено діелектриком. Розглянуто потоки енергії електромагнітного поля уздовж протяжного сендвіча. Порівняльний аналіз величин потоків подано у широкому діапазоні частот та хвильових чисел поверхневих хвиль сендвіча.; The main results of treating the Cherenkov radiation of electromagnetic waves by solitary vortex and by Swihart waves which are travelling in a long Josephson sandwich embedded in a dielectric medium are presented. The energy fluxes of electromagnetic field along the sandwich are considered. The comparative analysis of flux values is carrird out in a wide range of frequencies and wave numbers of the sandwich surface waves.

Блоховские осцилляции спиновых волн в неоднородном магнитном поле

Fri, 01 Jan 2010 00:00:00 GMT

Блоховские осцилляции спиновых волн в неоднородном магнитном поле Ганн, В.В.; Косевич, Ю.А. Рассмотрены одночастичные возбуждения в квазиодномерной ферромагнитной спиновой цепочке, помещенной в неоднородное магнитное поле с большим градиентом. В магнитном поле с постоянным градиентом происходит динамическая локализация спиновой волны, образуется система локальных уровней с эквидистантным спектром энергий, имеющим вид «лестницы» Ванье–Зеемана. Это явление аналогично блоховским осцилляциям электрона в слабом электрическом поле. В полубесконечной цепочке спектр спиновых возбуждений ограничен снизу; с ростом энергии наблюдается постепенный переход от спиновых волн в неоднородном магнитном поле к состояниям типа блоховских осцилляций. Рассмотрена бесконечная цепочка спинов, находящихся в магнитном поле, постоянном при x < 0 и линейно возрастающем в области x > 0. В этих условиях над зоной спиновых волн возникает система локальных уровней типа Ванье–Зеемана, спектр которых при больших значениях энергии становится эквидистантным. Обсуждаются возможности экспериментального наблюдения блоховских осцилляций спиновых волн.; Розглянуто одночасткові збудження у квазіодновимірному феромагнітному спіновому ланцюжку, який поміщено у неоднорідне магнітне поле з великим градієнтом. У магнітному полі з постійним градієнтом відбувається динамічна локалізація спінової хвилі, утворюється система локальних рівнів з еквідистантним спектром енергій, що мають вид «сходинки» Ваньє–Зєємана. Це явище аналогічне блохівським осциляціям електрона в слабкому електричному полі. У напівнескінченному ланцюжку спектр спінових порушень обмежен знизу; з ростом енергії спостерігається поступовий перехід від спінових хвиль у неоднорідному магнітному полі до станів типу блохівських осциляцій. Розглянуто нескінченний ланцюжок спінів, що перебувають у магнітному полі, постійному при x < 0, та в полі, яке лінійно зростає в області x > 0. У цих умовах над зоною спінових хвиль виникає система локальних рівнів типу Ваньє–Зєємана, спектр яких при більших значеннях енергії стає еквідистантним. Обговорюються можливості експериментального спостереження блохівських осциляцій спінових хвиль.; Single-particle excitations in a quasi-one dimensional ferromagnet spin chain placed in a nonuniform magnetic field with a large gradient are considered. In a magnetic field with a constant gradient there occurs a dynamic localization of spin waves and an equidistant energy level spectrum like the Wannie–Zeeman «ladder» is formed. A similar phenomenon is known for an electron in a periodic potential and a weak electric field. In a semi-infinite chain the spin excitation spectrum is bounded from below; a gradual evolution from spin waves in a nonuniform magnetic field to Wannie–Zeeman states occurs with increasing energy. An infinite chain in nonuniform magnetic field is considered when a constant magnetic field is applied in the x < 0 region and a linearly increasing one is applied in the x > 0 region. In this case a set of localized Wannie–Zeeman-like states appears above the spin wave zone, whose spectrum becomes equidistant at the high energies. Possibilities of experimental observation of Bloch oscillations in spin systems are discussed.