Nonlinear relaxation between magnons and phonons in insulating ferromagnets in the external magnetic field

Анотація

Теоретично досліджено нелінійну релаксацію між спіновими хвилями (магнонами) та кристалічною граткою (фононами) у феродіелектрику у присутності зовнішнього магнітного поля. Магнони та фонони описуються рівноважними розподілами Бозе–Ейнштейна з різними температурами T_s > T_l. Передбачається, що температура магнонів набагато нижча за температуру Дебая T_s << Θ_D, що виправдано при низьких температурах. Нелінійний тепловий потік від магнонів до фононів обчислюється мікроскопічно в термінах черенківського випромінювання фононів магнонами. Результати обговорюються у порівнянні з добре відомими теоретичними результатами щодо нелінійної електрон-фононної релаксації в металах [М. І. Каганов, І. М. Ліфшиц, Л. В. Танатаров, J. Exp. Теорія. Phys. 31, 232 (1956)]. Розроблений теоретичний опис має відношення до експериментів зі спінового накачування та термоелектричних пристроїв, в яких температура магнонів істотно вища за фононну. Отриманий вираз для теплового потоку може бути використаний для розрахунку нелінійного опору теплової межі в спін-калоритронних гетероструктурах.