Физика Низких Температур: Том 47, Выпуск 10 (Октябрь 2021), c. 917-923    ( к оглавлению , назад )

Oscillating spin vortices in a two-sublattice uniaxial antiferromagnet

Yu. I. Gorobets1, O. Yu. Gorobets1,2, and V. V. Kulish2

1Institute of Magnetism, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv 03142, Ukraine

2National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv 03056, Ukraine
E-mail: gorobets.oksana@gmail.com

Received March 15, 2021, published online August 26, 2021

Abstract

A distribution of the antiferromagnetic vector in a uniaxial two-sublattice antiferromagnet is investigated. A new class of nonlinear solutions of the system of two well-known Landau–Lifshitz equations in the form of socalled nonlinear sigma-model is obtained and a new type of topological magnetic configuration in the investigated antiferromagnet is described. Examples of solutions of the found class are presented. These examples include vortex-like structures, both moving and static. It is assumed that such vortices have an oscillating nature, so that the angle between the antiferromagnetic vector and the magnetic symmetry axis oscillates with descending amplitude and tends to π/2 when the distance to the vortex axis increases.

Анотація

Досліджено розподіл вектора антиферомагнетизму в одновісному двопідгратковому антиферомагнетику. Отримано новий клас нелінійних розв’язків системи двох відомих рівнянь Ландау-Ліфшиця у формі так званої нелінійної сигма-моделі та описано новий тип топологічної магнітної конфігурації у розглянутому антиферомагнетику. Представлено приклади розв’язків знайденого класу. Ці приклади включають вихрові структури, як рухомі, так і статичні. Передбачається, що такі вихори мають осцилюючий характер, так що кут між вектором антиферомагнетизму та віссю магнітної симетрії коливається із амплітудою, яка спадає та прямує до π/2 при зростанні відстані до осі вихору.

Key words: antiferromagnet, topological magnetic configuration, spin vortex, uniaxial magnetic anisotropy, Dzyaloshinskii–Moriya interaction.