Nonlinear spin pulse converter
DOI (Low Temperature Physics):
https://doi.org/10.1063/10.0043973Ключові слова:
ferromagnet, converter, boundary conditions, waveguide, spin waves, spin pulse, quasi-solitons, nonlinear Schrödinger equation, phase portraitАнотація
Запропоновано модель нелінійного конвертора імпульсів магнітного поля або струму в стандартні імпульси високочастотного поля намагнічування, параметри яких можуть змінюватися залежно від параметрів прикладеного високочастотного магнітного поля та геометричних параметрів конвертора. Теоретичний аналіз проведено в межах одновимірних рівнянь Ландау–Ліфшиця та нелінійного рівняння Шредінгера. Показано, що конвертор, який використовує феромагнетик кінцевого розміру з магнітною анізотропією типу легка вісь, може збуджувати широкий діапазон різних нелінійних збуджених станів. Крім того, слабкі імпульси керуючого магнітного поля можуть призводити до стрибків між різними станами, що супроводжуються високоамплітудними високочастотними імпульсами поля.
Посилання
I. Z. Zutic, J. Fabian, and S. D. Sarma, “Spintronics fundamentals and applications,” Rev. Mod. Phys. 76, 323 (2004). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.76.323
Phononics, A Volume in Interface Transmission Tutorial Book Series, edited by, L. Dobrzynski, El Houssain, El Boudouti, A. Akjouj ., (Elsevier, 2017).
S. O. Demokritov and A. N. Slavin, Magnonics: From Fundamentals to Applications (Springer, 2013), Vol. 125. https://doi.org/10.1007/978-3-642-30247-3
V. V. Kruglyak, S. O. Demokritov, and D. Grundler, “Magnonics,” J. Phys. D Appl. Phys. 43, 264001 (2010). https://doi.org/10.1088/0022-3727/43/26/264001
A. A. Serga, A. V. Chumak, and B. Hillebrands, “YIG magnonics,” J. Phys. D Appl. Phys. 43, 264002 (2010). https://doi.org/10.1088/0022-3727/43/26/264002
A. Fert, V. Cros, and J. Sampaio, “Skirmions on the track,” Nature Nanotechnol. 8, 152 (2013). https://doi.org/10.1038/nnano.2013.29
X. Xing, P. W. T. Pong, and Y. Zhou, “Skyrmion domain wall collision and domain wall-gated skyrmion logic,” PRB 94, 054408 (2016). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.054408
B. Heinz, Qi Wang, M. Schneider et al, “Long-range spin-wave propagation in transversely magnetized nano-scaled conduits,” Appl. Phys. Lett. 118, 132406 (2021). https://doi.org/10.1063/5.0045570
S. Casulleras, S. Knauer, Q. Wang et al, “Generation of spin-wave pulses by inverse design,” Phys. Rev. Appl. 19, 064085 (2023). https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.19.064085
A. Mahmoud, F. Ciubotaru, F. Vanderveken et al, “Introduction to spin wave computing,” J. Appl. Phys. 128, 161101 (2020). https://doi.org/10.1063/5.0019328
A. V. Chumak, P. Kabos, M. Wu et al, “Advances in magnetics roadmap on spin-wave computing,” IEEE Trans. Magn. 58, 0800172 (2022). https://doi.org/10.1109/TMAG.2022.3149664
A. M. Kosevich and V. I. Grishaev, “On the conditions for the existence of 1D magnetic solitons with frequency characteristics falling in the continuous spectrum,” Low Temp. Phys. 28, 601 (2002) [Fiz. Nizk. Temp. 28, 834 (2002)]. https://doi.org/10.1063/1.1511703
L. D. Landau and E. V. Lifshitz, “On the theory of the dispersion of magnetic permeability in ferromagnetic bodies,” Phys. Z. Sovietunion 8, 153 (1935).
A. C. Newell, Solitons in Mathematics and Physics (University of Arizona, Society for Industrial and Applied Mathematics, Philadelphia, 1985).
A. M. Kosevich and A. S. Kovalev, Introduction to Nonlinear Physical Mechanics (Kyiv, Naukova Dumka, 1989).
A. M. Kosevich, “Two-channel resonance scattering of waves and particles by point and planar defects,” J. Exp. Theor. Phys. 88, 168 (1999). https://doi.org/10.1134/1.558779
J. Barnas, “On the hoffmann boundary conditions at the interface between two ferromagnets,” JMMM 102, 319 (1991). https://doi.org/10.1016/0304-8853(91)90145-Z
V. V. Kruglyak, O. Yu. Gorobets, Yu. I. Gorobets ., “Magnetization boundary conditions at a ferromagnetic interface of finite thickness,” J. Phys.: Condens. Matter 26, 406001 (2014). https://doi.org/10.1088/0953-8984/26/40/406001
A. S. Kovalev, Y. E. Prilepsky, and A. A. Peretyatko, “Structure and stability of nonlinear excitations in magnets in the presence of a local rf field and dissipation,” Low Temp. Phys. 34, 1019 (2008) [Fiz. Nizk. Temp. 34, 1294 (2008)]. https://doi.org/10.1063/1.3029756
A. S. Kovalev, “Frequency spectrum of monochromatic vibrations of a one-dimensional nonlinear chain of finite length,” Theor. Math. Phys. 37, 926 (1978). https://doi.org/10.1007/BF01036294
A. S. Kovalev and M. M. Bogdan, “Excitations in a finite anharmonic chain and soliton states,” Physics of Many-Particle Systems 13, 20 (1988).
A. C. Dixon, The Elementary Properties of the Elliptic Functions (Macmillan and Co., London, and New York, 1894).
