Effects of a “weak” sublattice magnetization longitudinal quantum fluctuations on spin waves’ dynamics in ferrimagnets

Анотація

Перспективними матеріалами для магноніки є феримагнетики (FIM) з антиферомагнітно зв’язаними магнітними підґратками. Порівняно з феромагнетиками, вони мають як праві, так і ліві спінові хвилі (SW) і таким чином можуть зберігати інформацію у вигляді електронів зі спіном вгору або вниз. Експерименти показують, що за кіньцевих температур квантові флуктуації «слабкої» намагніченості підґратки роблять унікальний і значний внесок у характеристики SW. Ці ефекти є фундаментальними для розуміння мікроскопічних механізмів, що визначають енергію магнонів за годинниковою стрілкою та проти годинникової стрілки поляризації, а також кіральну асиметрію затухання магнонів. Обговорено температурне перенормування спектра SW у FIM із двома антиферомагнітно пов’язаними підґратками на основі діаграмної техніки для спінових операторів, розробленої В. Г. Бар’яхтаром та співавторами. Вплив поздовжніх флуктуацій намагніченості на характеристики SW продемонстровано на класичному FIM — гадолінієво-залізному гранаті. Квантовий опис динаміки SW розкриває внесок окремих магнітних підґраток у їхні характеристики, чітко ідентифікуючи їхнє походження та особливості.