Спи́новые во́лны — волны намагниченности в ферро-, антиферро- и ферримагнитных материалах с большими волновыми числами. Впервые были предсказаны Феликсом Блохом для ферромагнетиков в 1930 годуBloch F. Zur Theorie des Ferromagnetismus // Ztschr. fur Phys. 1930. Bd. 61. S. 206.. В отличие от магнитостатических волн, при изучении распространения спиновых волн является важным учёт не только магнитостатического, но и обменного взаимодействия. Согласно принципу корпускулярно-волнового дуализма им соответствуют квазичастицы магноны.
Применение
Спиновые волны применяются для создания линий задержек и фильтров СВЧ диапазона. В последнее время большой интерес к спиновым волнам вызван развитием новой области физики конденсированного состояния —магноники, в рамках которой исследователи стремятся создать КМОП-комплиментарные устройства обработки информационного сигнала.
Классическая теория спиновых волн
Спиновые волны рассматриваются как волны намагниченности в непрерывной среде с постоянной намагниченностью. Уравнение движение намагниченности имеет вид:, где — магнитомеханическое отношение, — диссипативный член, учитывающий потери энергии, — эффективное поле.Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. К теории дисперсии магнитной проницаемости ферромагнитных тел // Ландау Л. Д. Собр. тр. / Под ред. Е. М. Лифшица. М.: Наука, 1969. Т. 1. C. 128.. В случае бесконечного изотропного ферромагнетика, намагниченного до состояния насыщения постоянным однородным полем в результате решения уравнения Максвелла в магнитостатическом приближении получается дисперсионное соотношение:, где , а — угол между направлением распространения спиновой волны и постоянной намагниченностью
Квантовая теория спиновых волн
Для неметаллических ферромагнетиков используется модель Гейзенберга, представляющая собой решетку спиновых магнитных моментов, связанных между собой обменным взаимодействием. Гуревич А. Г., Мелков Г. А. Магнитные колебания и волны. М.: Наука, 1994. На этой модели получен квадратичный закон дисперсии .
Примечания
Литература
Ссылки
Категория:Магнетизм Категория:Спинтроника