Трехмерные вихревые статические солитоны в несоизмеримых магнитных кристаллах

Физика Низких Температур: Том 36, Выпуск 8-9 (Август 2010), c. 964-970 ( к оглавлению , назад )

Трехмерные вихревые статические солитоны в несоизмеримых магнитных кристаллах

А.Б. Борисов, Ф.Н. Рыбаков

Институт физики металлов УрО РАН, г. Екатеринбург, 620990, Россия
E-mail: F.N.Rybakov@gmail.com

Cтатья поступила в редакцию 29 декабря 2009 г., после переработки 4 марта 2010 г.

Анотация

Предсказан новый тип трехмерных магнитных солитонов в легкоосном ферромагнетике при одновременном учете взаимодействия Дзялошинского–Мория и внешнего магнитного поля. Полученные численным методом статические трехмерные солитоны с конечной энергией характеризуются топологическим индексом Хопфа H = 0 и имеют вихревую структуру. Определена структура таких солитонов и зависимость энергии от внешнего магнитного поля. Исследовано асимптотическое поведение найденных солитонов и получено необходимое условие существования.

PACS: 05.45.Yv Солитоны;
PACS: 75.10.Hk Классические спиновые модели;
PACS: 75.60.Ch Доменные стенки и доменные структуры;
PACS: 11.27.+d Протяженные классические решения.

Ключевые слова: солитон, инвариант Хопфа, вихрь, уравнение Ландау–Лифшица, взаимодействие Дзялошинского–Мория.

References

1. Yu. A. Izyumov, Usp. Fiz. Nauk 144, 439 (1984). Google Scholar

2. Yu. A. Izyumov, Neutron Diffraction on Long-period Structures [in Russian], Énergoatomizdat, Moscow (1987). Google Scholar

3. I. E. Dzyaloshinkii, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 46, 1420 (1964). Google Scholar

4. I. E. Dzyaloshinkii, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 47, 992 (1964). Google Scholar

5. V. G. Bar’yakhtar and E. P. Stefanovskii, FTT 11, 1946 (1969). Google Scholar

6. A. B. Borisov and V. V. Kiselev, Physica D 31, 49 (1988). CrossRef Google Scholar

7. A. B. Borisov and V. V. Kiselev, Physica D 111, 96 (1998). CrossRef Google Scholar

8. A. N. Bogdanov and D. A. Yablonskii, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 95, 178 (1989). Google Scholar

9. A. N. Bogdanov, M. V. Kudinov, and D. A. Yablonskii, FTT 31, 99 (1989). Google Scholar

10. A. Bogdanov and A. Hubert, J. Magn. Magn. Mater. 138, 255 (1994). CrossRef Google Scholar

11. A. Bogdanov and A. Hubert, Phys. Status Solidi B 186, 527 (1994). CrossRef Google Scholar

12. N. R. Cooper, Phys. Rev. Lett. 82, 1554 (1999). CrossRef Google Scholar

13. T. Ioannidou and P. M. Sutcliffe, Physica D 150, 118 (2001). CrossRef Google Scholar

14. A. B. Borisov and F. N. Rybakov, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 90, 593 (2009). Google Scholar

15. B. A. Ivanov and A. M. Kosevich, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 24, 495 (1976). Google Scholar

16. B. A. Ivanov and A. M. Kosevich, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 72, 2000 (1977). Google Scholar

17. I. E. Dzyaloshinkii and B. A. Ivanov, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 29, 592 (1979). Google Scholar

18. A. B. Borisov and F. N. Rybakov, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 88, 303 (2008). Google Scholar

19. R. H. Hobart, Proc. Phys. Soc. 82, 201 (1963). CrossRef Google Scholar

20. G. M. Derrick, J. Math. Phys. 5, 1252 (1964). CrossRef Google Scholar

21. R. Rajaraman, Solitons and Instantons in Quantum Field Theory [in Russian], IO NFMI, Novokuznetsk (1998). Google Scholar

22. I. E. Dzyaloshinkii, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 32, 1547 (1957). Google Scholar

23. I. Dzyaloshinsky, J. Phys. Chem. Solids 4, 241 (1958). CrossRef Google Scholar

24. T. Moriya, Phys. Rev. 120, 91 (1960). CrossRef Google Scholar

25. A. Bogdanov, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 62, 231 (1995). Google Scholar

26. A. Bogdanov, Pis'ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 68, 296 (1998).CAS Google Scholar

27. M. Andrews, J. Electrost. 64, 664 (2006). CrossRef Google Scholar

28. N. N. Lebedev, Special Functions and their Applications [in Russian], GIFML, Moscow-Leningrad (1963). Google Scholar

29. A. Kundu and Y. P. Rybakov, J. Phys. A 15, 269 (1982). CrossRef Google Scholar

30. J. Gladikowski and M. Hellmund, Phys. Rev. D 56, 5194 (1997). CrossRef Google Scholar

31. A. M. Kamchatov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 82, 117 (1982). Google Scholar

32. A. M. Kosevich, B. A. Ivanov, and A. S. Kovalev, Phys. Rep. 194, 117 (1990). CrossRef Google Scholar

33. L. D. Faddeev and A. J. Niemi, Nature (London) 387, 58 (1997). CrossRef Google Scholar