Диссертация

Диссертация посвящена теоретическому исследованию статики и динамики векторного поля намагниченности с учётом электрически модулируемого взаимодействия Дзялошинского-Мория. Хорошо известные взаимодействия магнитных моментов (обменное, диполь-дипольное, а также магнитная анизотропия) могут приводить к стабилизации микромагнитных структур: доменных стенок, цилиндрических магнитных доменов. Взаимодействие Дзялошинского-Мория приводит к выделению характерного разворота намагниченности внутри доменной стенки (киральности), а также к стабилизации киральных микромагнитных структур — скирмионов. В связи с этим, перестройка взаимодействия Дзялошинского-Мория электрическим полем представляет собой интерес, так как это позволяет управлять киральностью с помощью внешнего электрического поля.

В работе показано, что объёмная плотность свободной энергии, описывающая электрически модулируемое взаимодействие Дзялошинского-Мория, даёт вклад в статическое граничное условие для векторного поля намагниченности. Модифицированное граничное условие приводит к скосу намагниченности на границе тела, обладающего магнитным порядком, а также способствует зарождению доменов. На основе расчётов было показано, что в модели экспериментально исследуемой плёнки феррита граната с кристаллографической ориентацией (210) доменная стенка обладает скрученной структурой и содержит горизонтальную блоховскую линию. В работе продемонстрировано, что сдвиг горизонтальной блоховской линии внешним магнитным полем изменяет характер интегрального взаимодействия скрученной доменной стенки с внешним электрическим полем таким образом, что притяжение стенки к электроду может смениться её отталкиванием. Также в работе установлено, что явление «преломления» доменной стенки в области полоскового электрода сводится к изменению длины стенки за счёт взаимодействия её электрической поляризации с электрическим полем электрода. В области динамики получены следующие результаты. Во-первых, показано, что импульс пространственно однородного электрического поля приводит к сдвигу доменной стенки, динамическому изменению её ширины и возбуждению спиновых волн. Во-вторых, показано, что спиновые волны, прошедшие через доменную стенку Блоха, и волны, прошедшие через электрически контролируемую стенку Нееля, оказываются в противофазе.

Полученные результаты проясняют детали экспериментально наблюдаемых явлений, а также показывают перспективу использования электрически модулируемого взаимодействия Дзялошинского-Мория в области магноники.