О законе дисперсии солитонов типа кинков в одномерных ферромагнетиках

Анотація

Исследована нелинейная классическая и квантовая динамика топологических солитонов (кинков) в спиновой цепочке с немалой двухосной анизотропией. Аналитические расчеты и численное моделирование проведены для дискретной модели с классическими спинами, и результаты использованы для анализа квантовых свойств кинка в квазиклассическом приближении. Исследование потенциала решеточного пиннинга - основной момент в данном анализе. Потенциал пиннинга существенно определяется микроскопическим источником анизотропии, для чисто обменной анизотропии он отсутствует, и только для чисто одноионной анизотропии он может быть немалым. Показано, что под действием внешнего ведущего магнитного поля кинк испытывает блоховские осцилляции. Квантовый спектр кинка состоит из конечного числа неперекрывающихся зон: S зон для целого значения атомного спина S и 2S для полуцелого спина. Исследованы различные эффекты квантового туннелирования, а именно туннельного перехода из одного положения в решетке в другое и туннельного изменения топологического заряда кинка.