Введение к работе
Актуальность темы
Изучение динамики доменных границ (ДГ) в магнетиках представляет интерес как с научной точки зрения, так и в связи с перспективой использования их в технике. Более десяти лет назад эти исследования стимулировались возможностью применения цилиндрических магнитных доменов (ЦМД) и блоховских линий в доменных фаницах в качестве элементов памяти в запоминающих устройствах. Развитие техники ЦМД при этом стимулировало развитие высококачественных оптически прозрачных магнитных пленок, предназначенных также для целей магнитооптики. В последние годы достигнуты большие успехи в синтезе новых материалов- ферритов-фанатов (ФГ) с большим содержанием висмута, в которых достигается угол фарадеевского вращения -8000 фад/см. Эти материалы имеют большие перспективы для создания высокодобротных магнитооптических интефальных устройств: преобразователей мод, модуляторов, дефлекторов и т. д. Одним из практически интересных направлений здесь является использование спинволновых возбуждений ДГ для управления светом в таких устройствах. Недавние эксперименты по изучению микроволновых свойств пленок висмут-замешенных ферритов-фанатов с легкоплоскостной анизотропией показали возможность возбуждения в них длинноволновых спиновых колебаний, локализованных вблизи доменной фаницы, частоты которых лежат в гигагерцовой области. Такая возможность вызвала новые интенсивные теоретические и экспериментальные исследования динамики доменных фаниц. Ранее в спектре спинволновых возбуждений 180" блоховскон стенки в одноосном ферромагнетике теоретически были обнаружены три ветви колебаний: две низкочастотные, соответствующие трансляциям доменной фаницы, и одна однонаправленная высокочастотная ветвь оптического типа. В дальнейшем были разработаны новые численные методы, которые позволяют рассчитывать спектры спинволновых возбуждений доменных фаниц в материалах со сложной анизотропией. К таким материалам относятся пленки висмутзамещенных ферритов-фанатов, которые предстаазяют интерес для различных практических приложений их в магнитооптике. Характерной особенностью пленок висмутзамещенных ферритов-фанатов является наличие, наряду с естественной крнсталлофафической анизотропией, также очень большой наведенной анизотропии. Теория спиновых волн, локализованных на доменных фаницах, для таких материалов практически не разработана. Кроме того, сильноанизотропные редкоземельные ферриты-фанаты, такие как гольмин-иттриевый фанат, характеризуют-
ся большим вкладом в энергию анизотропии от редкоземельных ионов. Энергия магнитной анизотропии гольмий-иттриевого граната при низких температурах имеет вид, качественно отличный от разложения по четным степеням компонент вектора намагниченности, обычно принятого в слабоанизотропных материалах. В связи с этим представляет интерес анализ влияния снльноанизотропных ионов на спектр спинволновых возбуждений доменных границ в ферримагне-тнках с квазиизииговскими ионами. Ранее указанные особенности ферритов-гранатов не учитывались в динамике доменных границ.
Цель диссертации заключалась в теоретическом исследовании спектров спинволновых возбуждений доменных границ в фер-римагнетиках, имеющих важное прикладное значение. Изучались два вида материалов:
-
слабоанизотропные ферриты-фанаты с наведенной анизотропией с ориентацией плоскости [НО] и [100],
-
силыюанизотропные ферримагнетики типа гольмий-иттриевого феррита-граната.
Научная новизна
1) Численными методами исследованы спектры спинволновых возбуждений доменных границ в ферромагнетиках со сложной анизотропией, реализующейся в пленках висмутсодержащих ферритов-фанатов, обладающих помимо кубической анизотропии наведенной анизотропией. Показано, что однородная блоховская доменная фаница в таких материалах становится неустойчивой при изменении базисной анизотропии в закритиче-ской области значений, Найдена мягкая мода фазового перехода и построены фазовые диафаммы областей устойчивости в зависимости от параметров наведенной и кубической анизотропии. Показано, что вид спектров спинволновых возбуждений блоховских стенок качественно меняется при изменении магнитных параметров и имеет аналоги в гидродинамике.
1) Найдены асимптотические выражения для спектра спинволновых возбуждений доменной фаницы в двуосном ферромагнетике для произвольных значений магнитных параметров. Получено общее выражение для щели ветви Гилинского, справедливое для материалов с любой анизотропией.
3) Впервые теоретически исследованы спектры колебаний
доменной фаницы с углом разворота намагниченности отличным
от 180, а именно 71" блоховской доменной фаницы (БДГ) в
сильноанизотропном гольмий-иттриевом феррите-гранате. Рас
смотрена зависимость спектра от магнитного параметра и темпе
ратуры.
Практическая ценность
Результаты, изложенные в диссертации, могут использоваться при изучении спектров спиновых волн в доменных границах в магнитных материалах со сложной анизотропией, а также для разработки интегральных магнитооптических устройств с магнитодинамиче-ским управлением микроволнового диапазона.
Апробация работы
По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ. Результаты диссертации докладывались на следующих конференциях:
-
Межвузовская научно-техническая конференция «Микроэлектроника и информатика- 96», Москва, 1996,
-
Межвузовская научно-техническая конференция «Микроэлектроника и информатика- 97», Москва, 1997,
-
Вторая Всероссийская научно-техническая конференция «Электроника и информатика-97», Москва, 1997,
-
International symposium on spin waves, Saint-Petersburg, 1998,
-
XVI международная школа-семинар «Новые магнитные материалы микроэлектроники», Москва, 1998.
Структура и объем диссертации
