Русская Википедия:Спиновые волны

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Файл:Precession2.png
Прецессия магнитных моментов в спиновой волне

Спи́новые во́лны — волны намагниченности в ферро-, антиферро- и ферримагнитных материалах с большими волновыми числами. Впервые были предсказаны Феликсом Блохом для ферромагнетиков в 1930 году[1]. В отличие от магнитостатических волн, при изучении распространения спиновых волн является важным учёт не только магнитостатического, но и обменного взаимодействия. Согласно принципу корпускулярно-волнового дуализма им соответствуют квазичастицы магноны.

Применение

Спиновые волны применяются для создания линий задержек и фильтров СВЧ диапазона. В последнее время большой интерес к спиновым волнам вызван развитием новой области физики конденсированного состояния —магноники, в рамках которой исследователи стремятся создать КМОП-комплиментарные устройства обработки информационного сигнала.

Классическая теория спиновых волн

Спиновые волны рассматриваются как волны намагниченности в непрерывной среде с постоянной намагниченностью. Уравнение движение намагниченности имеет вид:<math>\frac{dM}{dt} = - \gamma {M} \times H_{eff} + R</math>, где <math>\gamma</math> — магнитомеханическое отношение, <math>R</math> — диссипативный член, учитывающий потери энергии, <math>H_{eff}</math> — эффективное поле.[2]. В случае бесконечного изотропного ферромагнетика, намагниченного до состояния насыщения постоянным однородным полем <math>H_0</math> в результате решения уравнения Максвелла в магнитостатическом приближении получается дисперсионное соотношение:<math>w^2=(w_H+\eta{k^2})(w_H+\eta{k^2}+w_M\sin^2\theta_k)</math>, где <math>w_M=\gamma4\pi{M_0}</math>, а <math>\theta_k</math> — угол между направлением распространения спиновой волны и постоянной намагниченностью <math>M_0</math>

Квантовая теория спиновых волн

Для неметаллических ферромагнетиков используется модель Гейзенберга, представляющая собой решетку спиновых магнитных моментов, связанных между собой обменным взаимодействием.[3] На этой модели получен квадратичный закон дисперсии <math>\epsilon = \hbar \eta k^2</math>[1].

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

  1. Шаблон:Книга
  2. Шаблон:Книга

Ссылки

Шаблон:Phys-stub

  1. 1,0 1,1 Bloch F. Zur Theorie des Ferromagnetismus // Ztschr. fur Phys. 1930. Bd. 61. S. 206.
  2. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. К теории дисперсии магнитной проницаемости ферромагнитных тел // Ландау Л. Д. Собр. тр. / Под ред. Е. М. Лифшица. М.: Наука, 1969. Т. 1. C. 128.
  3. Гуревич А. Г., Мелков Г. А. Магнитные колебания и волны. М.: Наука, 1994.