Особенности Локализации Нелинейных Спиновых Волн В Слоистой Ферромагнитетике, Обусловленные Магнитной Анизотропией Слоев

Abstract

A trilayer structure model has been investigated, in which uniaxial ferromagnetic layers and thin-film interfaces between them are characterized by the magnetic anisotropy. The magnetization perturbation induced in this structure is described by the nonlinear Schrödinger equation with a nonlinear potential, which simulates the interfaces between ferromagnetic layers. It is shown that, in this structure, two types of nonlinear spin waves can propagate along the layers, which are induced by the nonlinearity of the interfaces caused by their magnetic anisotropy. The frequencies of such localized stationary states of spin waves have been obtained in the explicit analytical form. The conditions for the existence of these states, depending on the characteristics of the layers and interfaces between them, have been established.

Особенности Локализации Возбуждений Вблизи Прослойки Между Нелинейными Фокусирующими Средами С Нелинейным Взаимодействием С Границами Раздела Слоев

“…Физическая интерпретация модели с НУШ (1) приводилась ранее неоднократно в предыдущих работах. К примеру, в [22] возмущение намагниченности описано на основе НУШ (1) с нелинейным потенциалом (2), моделирующим границы раздела ферромагнитных слоев в трехслойной структуре, в которой слои одноосных ферромагнетиков и тонкопленочные границы их раздела характеризуются магнитной анизотропией. В [12,15,21] НУШ (1) использовано для описания локализации электрического поля в световом потоке вдоль границ раздела с нелинейными свойствами, разделяющих нелинейные оптические среды с одинаковыми или противоположными знаками нелинейности, либо линейные и нелинейные среды.…”

“…В отличие от [22], где все три слоя считались нелинейными, в данной работе рассматривается случай, когда внутренний слой представляет собой линейную пластину между двумя нелинейными кристаллами. Подобная структура с линейной прослойкой в нелинейном кристалле рассматривалась в [30], однако она считалась симметричной по всем свойствам слоев и границ, а в данной роботе свойства границ считаются различными, что приводит к появлению локализованных состояний с новыми свойствами, формирование которых характерно только для таких трехслойных структур, границы в которых взаимодействуют с возбуждениями с различными интенсивностями.…”

“…При теоритическом изучении таких явлений часто применяется нелинейное уравнение Шредингера (НУШ), содержащее нелинейное, а точнее -кубическое, относительно искомого поля слагаемое [4], описывающее керровскую нелинейность. В последние годы также предлагалось учитывать нелинейные свойства границ раздела слоев [10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23]. Было показано, что нелинейный отклик взаимодействия возбуждений с границами раздела сред привносит новые особенности в процессы формирования локализованных состояний, в том числе в слоистых и периодических структурах [7,24].…”

“…К такого вида уравнению сводится стационарное НУШ [15,22,24,25], уравнение для компоненты напряженности электрического/магнитного поля волны с выбранной поляризацией, получаемого из системы уравнений Максвелла [15,21,26], уравнение для обобщенного параметра порядка, получаемого минимизацией функционала свободной энергии в рамках теории Гинзбурга-Ландау [5,14,27], уравнение Гросса-Питаевского в теории бозе-эйнштейновской конденсации [27][28][29]. Поэтому предлагаемая модель может служить универсальной платформой для анализа особенностей формирования локализованных нелинейных состояний различной физической природы.…”

“…Моделирование взаимодействия возбуждений поля с границами раздела производится посредством самосогласованного нелинейного потенциала [10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23]. В данной работе интенсивности взаимодействия возбуждений с границами раздела соседних слоев считаются различными.…”