Статические свойства и нелинейная динамика доменных границ с вихреподобной внутренней структурой в магнитных пленках

Abstract

Проанализированы причины появления стенок с вихревой структурой, их энергия и статические свойства в зависимости от параметров пленок. Выяснено влияние на эти свойства поверхностной анизотропии и внешних полей. Показано, что стабильными могут быть как одно-, так и двухвихревые симметричные и асимметричные стенки. Приведены экспериментальные свидетельства существования асимметричных стенок. Дан обзор динамических свойств стенок с вихревой структурой. Указаны поля (поля бифуркации), при переходе через которые возникают катастрофические изменения их структуры. Рассмотрены механизмы динамического преобразования внутренней структуры стенок, в частности, связанные с рождением и уничтожением стеночных вихреподобных образований, а также с их туннелированием через центр стенки. Описаны преобразования стенки, обусловленные возникновением субпериодных колебаний намагниченности. Приведены исследования периода динамических преобразований и характера его сингулярности вблизи точки бифуркации. Исследована немонотонная зависимость поля бифуркации от толщины пленки, индукции насыщения и поля обмена, а также его зависимость от параметра затухания и поля анизотропии.

The causes of the formation of domain walls with a vortex structure, their energy, and their static properties are analyzed as functions of the film parameters. The influence of the surface anisotropy and external fields on these properties is elucidated. It is it is shown that that both one-and two-vortex symmetric and asymmetric walls can be stable. The experimental evidence for the existence of asymmetric walls is presented. A review is given of the dynamic properties of walls with a vortex structure. The fields at which catastrophic changes of their structure occur with changing field (the bifurcation fields) are indicated. The mechanisms of dynamic transformation of the internal structure of the walls, in particular, the mechanisms involving the creation and annihilation of vortexlike wall formations, are examined, and the tunneling of these formations through the center of the wall is discussed. The transformations of the wall due to the onset of subperiodic magnetization oscillations are described. The period of the dynamic transformations and the character of its singularity near a bifurcation point are investigated. The nonmonotonic dependence of the bifurcation field on the film thickness, saturation induction, and exchange field and also the dependence of the bifurcation field on the damping parameter and anisotropy field are investigated.

Проаналізовано причини появи стінки з вихровою структурою, їх енергія та статичні властивості в залежностi від параметрів плівок. З ясовано вплив на ці властивості поверхневої анізотропії та зовнішніх полів. Показано, що стабільними можуть бути як одно-, так і двовихрові симетричні та асиметричні стінки. Приведено експериментальні свідчення існування аси- метричних стінок. Надано огляд динамічних властивостей стінок з вихровою структурою. Зазначено поля (поле біфуркації), при переході через котрі виникають катастрофічні зміни їх структури. Розглянуто механізми динамічного перетворення внутрішньої структури стінок, зокрема, пов язані з народженням та знищенням стінкових вихороподібних утворень, а також з їх тунелюванням крізь центр стінки. Описано перетворення стінки, обумовлені виникненням субперіодних коливань намагніченості. Приведено дослідження періоду динамічних перетворень і характера його сингулярності поблизу точцi біфуркації. Досліджено немонотонну залежність поля біфуркації від товщини плівки, індукції насичення та поля обміну, а також його залежність від параметра затухання та поля анізотропії.