Low Temperature Physics: 46, 836 (2020); https://doi.org/10.1063/10.0001551
Физика Низких Температур: Том 46, Выпуск 8 (Август 2020), c. 991-996    ( к оглавлению , назад )

Tunneling magnon flow across the terminated ferromagnetic chain

E.G. Petrov

Bogolyubov Institute for Theoretical Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv 03680, Ukraine
E-mail: epetrov@bitp.kiev.ua

Received February 27, 2020, published online June 22, 2020

Abstract

A mechanism is proposed for transferring magnon energy from one ferromagnet to another by tunneling magnons through a bridging ferromagnetic wire that connects ferromagnets. In the framework of the model of Bose gas for the magnons, expressions are found for the power of the transferred magnon energy from a ferromagnet having a higher temperature to a colder ferromagnet. It is shown how the efficiency of tunneling transport depends on the parameters of exchange interactions in the “ferromagnet–wire–ferromagnet” system, the single-ion anisotropy of the structural units of the system, and the magnetic field. As an example, the role of single-ion anisotropy in the formation of resonant and non-resonant transmission of magnons between ferromagnets and adjacent wire terminal units is shown, which accordingly significantly enhances or weakens the tunneling flow of magnons from one ferromagnet to another.

Анотація

Запропоновано механізм перенесення магнонної енергії від одного феромагнетика до іншого шляхом тунелювання магнонів через містковий провід, що зв’язує феромагнетики. У межах моделі Бозе-газу магнонів отримано вирази для потужності енергії, яку переносять магнони від феромагнетика з вищою температурою до холоднішого феромагнетика. Показано, що ефективність тунельного транспорту магнонів залежить від параметрів обмінної взаємодії у системі «феромагнетик–провід–феромагнетик», однойонної анізотропії структурних одиниць системи, а також магнітного поля. Як приклад обговорюється роль однойонної анізотропії у формуванні резонансного та нерезонансного перенесення магнонів між феромагнетиками та термінальними одиницями дроту. Анізотропні властивості останніх здатні посилювати чи послаблювати тунельний потік магнонів між феромагнетиками.

Key words: tunneling magnon, ferromagnetic wire, single-ion anisotropy, paramagnetic ions.