Спектр обменных спиновых волн в одномерном магнонном кристалле с антиферромагнитным упорядочением

Цель исследования заключается в том, чтобы показать, что условия распространения обменных спиновых волн (ОСВ) в асимметричной сверхрешетке с антиферромагнитно упорядоченными ячейками существенно зависят от киральности прецессии намагниченности ОСВ (поляризации, «магнонного псевдоспина»). Метод. При построении спектров ОСВ применяются модель Кронинга–Пенни (метод трансфер-матрицы) и уравнение Ландау–Лифшица для определения характера волн в ячейках. В случае одноосной среды существует ОСВ только одного типа, поэтому при сшивке полей на границе сохранение киральности является существенным фактором, благодаря которому ОСВ в одной ячейке всегда является бегущей, а в другой — эванесцентной. Таким образом, сверхрешетка для ОСВ является эффективным периодическим «потенциалом», в котором асимметрия может быть реализована либо приложением внешнего поля, либо различием в толщине и/или физических свойствах материалов ячеек. Результаты. На основании анализа спектра построены карты зон пропускания для ОСВ разной киральности в трех представлениях — «блоховское волновое число – частота», «частота – относительная толщина ячейки», а также в плоскости волновых чисел ячеек. Показано, что наличие асимметрии приводит к различию в ширине зон пропускания волн разной киральности. Для конечной структуры построены частотные зависимости коэффициентов пропускания и отражения ОСВ. Также обнаружено усиление затухания ОСВ вблизи границ зон пропускания. Заключение. Результаты исследования могут быть использованы при конструировании магнонных вентилей и других устройств на ОСВ, в которых можно управлять их киральностью.

магнонная сверхрешетка (кристалл), обменные спиновые волны, зоны пропускания, киральность прецессии, коэффициенты рассеяния