Магнітні спін-хвильові властивості феромагнітних наносистем різної форми. Особливості врахування граничних умов при знаходженні спектра значень хвильового числа

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКуліш, Володимир Вікторович
dc.contributor.authorKulish, Volodymyr V.
dc.contributor.authorКулиш, Владимир Викторович
dc.date.accessioned2018-12-12T16:37:15Z
dc.date.available2018-12-12T16:37:15Z
dc.date.issued2017
dc.description.abstractenBackground. The paper continues the investigation of linear dipole-exchange spin waves in ferromagnetic nanosystems started by the author in previous papers. The known papers investigating dipole-exchange spin waves obtain their spectral characteristics only for a narrow range of special cases. In the presented paper, an approach that allows expanding substantially this range of cases is described and applied. Objective. The aim of the paper is to develop a method – based on the use of boundary conditions – for obtaining the spectral characteristics of dipole-exchange spin waves in a number of nanosystems’ configurations as well as an application of this method to specific configurations. Methods. A method for obtaining a values’ spectrum of the wavenumbers for dipole-exchange spin waves in ferromagnetic nanosystems of a series of typical configurations is proposed. The method does not require specific assumptions, e.g. the absence of transverse spin excitations or the presence of a high-conductivity metal outside the ferromagnet. The method uses imposition of boundary conditions for the magnetic field and the magnetization on the boundary of the ferromagnetic medium for a linear spin wave in the magnetostatic approximation. This method allows obtaining the above-mentioned spectral characteristics for a wider range of cases compared to the known previous papers. Results. The results of the paper are conditions for the magnetic potential – that imply from the above-mentioned boundary conditions – of a linear spin wave on the boundary of a ferromagnetic nanosystem as well as the spectrum of the wavenumbers’ values of such wave for the investigated nanosystems (in the implicit form). In particular, for a ferromagnetic nanosystem of an arbitrary cross section with a one-dimensional translational symmetry, the conditions specifying this spectrum are found. Such conditions are specified – and an implicit expression for this spectrum is obtained – for the case when such nanosystem is a nanotube with a circular cross section. The analysis of the obtai­ned results is carried out. Conclusions. The obtained expressions for the spectrum of the values of the investigated spin waves’ wavenumbers can be used for a wider range of cases than the ones obtained in the previous papers dedicated to the investigated configurations of nanosystems. For a nanotube of the circular cross-section with small (compared to the inverse characteristic size of the nanotube cross-section) values of the longitudinal wave number, the dependence of the latter on the transverse wave number is weak, as well as for the big longitudinal to transverse wavenumber component ratio. The obtained dependence is also represented graphically.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Продолжается исследование линейных дипольно-обменных спиновых волн в ферромагнитных наносистемах, начатое автором в предыдущих работах. Известные работы, исследующие дипольно-обменные спиновые волны, позволяют найти их спектральные характеристики только для узкого круга специальных случаев. В предлагаемой статье описывается и применяется подход, позволяющий существенно расширить указанный круг. Цель исследования. Разработка методики получения спектральных характеристик дипольно-обменных спиновых волн в ряде конфигураций наносистем, основанной на использовании граничных условий, а также применение этой методики к конкретным конфигурациям. Методика реализации. Предлагается методика получения спектра значений волновых чисел дипольно-обменных спиновых волн в ферромагнитных наносистемах ряда типовых конфигураций, которая не требует специфических предположений типа отсутствия поперечных спиновых возбуждений или наличия металла высокой проводимости вне ферромагнетика. Методика использует наложение граничных условий для магнитного поля и намагниченности на границе ферромагнитной среды для линейной спиновой волны в магнитостатическом приближении. Такой подход позволяет получение указанных спектральных характеристик для более широкого круга случаев, чем в известных предыдущих работах. Результаты исследования. Результатами проведенного исследования являются условия на магнитный потенциал линейной спиновой волны на границе ферромагнитной наносистемы, которые следуют из указанных граничных условий, а также полученный из этих условий на потенциал спектр значений волновых чисел такой волны для исследуемых наносистем (в неявном виде). В частности, для ферромагнитной наносистемы произвольного сечения с одномерной трансляционной симметрией записаны условия, задающие указанный спектр. Такие условия конкретизированы – и получено выражение для указанного спектра в неявном виде – для случая, когда указанная наносистема является нанотрубкой кругового сечения. Проведен анализ полученных результатов. Выводы. Полученные выражения для спектра значений волновых чисел исследуемых спиновых волн могут быть использованы для более широкого круга случаев, чем в предыдущих работах, посвященных исследуемым конфигурациям наносистем. Для нанотрубки кругового сечения при малых (по сравнению с обратным характерным размером сечения нанотрубки) значениях продольного волнового числа зависимость от последней поперечного волнового числа является слабой, как и при больших отношениях продольной компоненты волнового числа к поперечной. Полученная зависимость проиллюстрирована также графически.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Продолжается исследование линейных дипольно-обменных спиновых волн в ферромагнитных наносистемах, начатое автором в предыдущих работах. Известные работы, исследующие дипольно-обменные спиновые волны, позволяют найти их спектральные характеристики только для узкого круга специальных случаев. В предлагаемой статье описывается и применяется подход, позволяющий существенно расширить указанный круг. Цель исследования. Разработка методики получения спектральных характеристик дипольно-обменных спиновых волн в ряде конфигураций наносистем, основанной на использовании граничных условий, а также применение этой методики к конкретным конфигурациям. Методика реализации. Предлагается методика получения спектра значений волновых чисел дипольно-обменных спиновых волн в ферромагнитных наносистемах ряда типовых конфигураций, которая не требует специфических предположений типа отсутствия поперечных спиновых возбуждений или наличия металла высокой проводимости вне ферромагнетика. Методика использует наложение граничных условий для магнитного поля и намагниченности на границе ферромагнитной среды для линейной спиновой волны в магнитостатическом приближении. Такой подход позволяет получение указанных спектральных характеристик для более широкого круга случаев, чем в известных предыдущих работах. Результаты исследования. Результатами проведенного исследования являются условия на магнитный потенциал линейной спиновой волны на границе ферромагнитной наносистемы, которые следуют из указанных граничных условий, а также полученный из этих условий на потенциал спектр значений волновых чисел такой волны для исследуемых наносистем (в неявном виде). В частности, для ферромагнитной наносистемы произвольного сечения с одномерной трансляционной симметрией записаны условия, задающие указанный спектр. Такие условия конкретизированы – и получено выражение для указанного спектра в неявном виде – для случая, когда указанная наносистема является нанотрубкой кругового сечения. Проведен анализ полученных результатов. Выводы. Полученные выражения для спектра значений волновых чисел исследуемых спиновых волн могут быть использованы для более широкого круга случаев, чем в предыдущих работах, посвященных исследуемым конфигурациям наносистем. Для нанотрубки кругового сечения при малых (по сравнению с обратным характерным размером сечения нанотрубки) значениях продольного волнового числа зависимость от последней поперечного волнового числа является слабой, как и при больших отношениях продольной компоненты волнового числа к поперечной. Полученная зависимость проиллюстрирована также графически.uk
dc.format.pagerangeС. 73–80uk
dc.identifier.citationКуліш, В. В. Магнітні спін-хвильові властивості феромагнітних наносистем різної форми. Особливості врахування граничних умов при знаходженні спектра значень хвильового числа / В. В. Куліш // Наукові вісті НТУУ «КПІ» : міжнародний науково-технічний журнал. – 2017. – № 4(114). – С. 73–80. – Бібліогр.: 12 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1810-0546.2017.4.105251
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/25377
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceНаукові вісті НТУУ «КПІ» : міжнародний науково-технічний журнал, 2017, № 4(114)uk
dc.subjectспінові хвиліuk
dc.subjectнаномагнетизмuk
dc.subjectдипольно-обмінна теоріяuk
dc.subjectграничні умовиuk
dc.subjectSpin wavesuk
dc.subjectNanomagnetismuk
dc.subjectDipole-exchange theoryuk
dc.subjectBoundary conditionsuk
dc.subjectспиновые волныuk
dc.subjectнаномагнетизмuk
dc.subjectдипольно-обменная теорияuk
dc.subjectграничные условияuk
dc.subject.udc537.6, 537.612, 537.624uk
dc.titleМагнітні спін-хвильові властивості феромагнітних наносистем різної форми. Особливості врахування граничних умов при знаходженні спектра значень хвильового числаuk
dc.title.alternativeMagnetic Spin-Wave Properties of Ferromagnetic Nanosystems of Various Shapes. Peculiarities of the Border Conditions Accounting in the Process of the Wavenumber Values Spectrum Findinguk
dc.title.alternativeМагнитные спин-волновые свойства ферромагнитных наносистем различной формы. Особенности учета граничных условий при нахождении спектра значений волнового числаuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
NVKPI2017-4_10.pdf
Розмір:
396.22 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті НТУУ «КПІ»: міжнародний науково-технічний журнал, № 4(114)