Физика Низких Температур: Том 46, Выпуск 8 (Август 2020), c. 984-990    ( к оглавлению , назад )

---

Abstract

We have used the method of Wannier functions to calculate the frequencies and profiles of spin waves localized in one-dimensional magnonic crystals due to a gradient in the bias magnetic field. This localization of spin waves is analogous to the phenomenon of Bloch oscillations of quantum-mechanical electrons in crystals in a uniform electric field. As a convenient yet realistic model, we consider backward volume magnetostatic spin waves in a film of yttrium-iron garnet in a bias magnetic field comprising spatially uniform, cosine and gradient contributions. The spin-wave spectrum is shown to have the characteristic form of a Wannier–Stark ladder. The analytical results are verified using those obtained using numerical micromagnetic simulations. The physics of spin-wave Bloch oscillations combines the topics of magnonic crystals and graded magnonic index — the two cornerstones of modern magnonics.

Анотація

Використано метод функцій Ваньє для розрахунку частот та профілів спінових хвиль, які локалізовані в одновимірних магнонних кристалах завдяки градієнту поля, яке підмагнічує. Така локалізація спінових хвиль аналогічна появі блохівських коливань квантово-механічних електронів у кристалах в однорідному електричному полі. Розглянуто модель магнітостатичних зворотних об’ємних спінових хвиль у плівці залізо-ітрієвого гранату у полі підмагнічення, що включає просторово однорідний, косинусний та градієнтний внески. Показано, що спектр спінових хвиль має характерну форму сходів Ваньє–Старка. Результати аналізів перевірено з використанням результатів, які отримано за допомогою чисельного мікромагнітного моделювання. Фізика блохівських коливань спінових хвиль об’єднує дослідження магнонних кристалів та градієнтного магнонного індексу — двох фундаментальних основ сучасної магноніки.

Key words: spin waves, Bloch oscillations, one-dimensional magnonic crystals.

Reference (39)

---