Next seminar: 5 November 2026 at 14:00 (Moscow time = UTC+3:00) Магнитные состояния и динамика намагниченности в ферромагнитных паттернированных наноструктурах Д.А.Татарский, В.Л. Миронов (Нижний Новгород)

Title: 

Тема: Магнитные состояния и динамика намагниченности в ферромагнитных паттернированных наноструктурах

Speakers: 

Докладчики: кф-мн Д.А.Татарский1, дф-мн В.Л. Миронов2

1ННГУ им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород

2 Институт физики микроструктур РАН, Нижний Новгород

       

Date and time: 5 November 2026 at 14:00 (Moscow time = UTC+3:00)

Дата и время:  5 ноября 2026  в 14:00 (время московское )

Seminar website  https://mmandim.blogspot.com/

YouTube channel  https://www.youtube.com/channel/UCKNILUukokTeNeAXAetHthQ

To Join Zoom Meeting:

https://us05web.zoom.us/j/2084211239?pwd=56aEqoPgcl0aaorrAaamKckOojSGYg.1

Meeting ID: 208 421 1239

Password: SeminarMM

Аннотация:

В докладе обсуждаются магнитные свойства двумерных ферромагнитных наноструктур. Распределение вектора намагниченности таких структур в свободном состоянии обладает двумя ключевыми свойствами:

1) Вектор намагниченности имеет постоянный модуль, а неоднородность магнитного состояния проявляется только в изменении направления вектора намагниченности от точки к точке.

2) В отсутствие магнитной анизотропии граничным условием для распределения намагниченности является равенство нулю тангенциальной компоненты.

Первое свойство приводит к тому, что фактически все возможные неоднородные распределения намагниченности в бесконечной ферромагнитной плёнке можно классифицировать с помощью топологического индекса (winding number, число намотки). Этот индекс определяет конкретное отображение S2 в S2. Различные распределения намагниченности, соответствующие одинаковыми числам намотки, могут быть переведены друг в друга гладким преобразованием поворота вектора намагниченности (причёсывание вектора). Если же числа намотки двух распределений намагниченности отличаются, они не могут быть переведены друг в друга никаким непрерывным преобразованием. 

Это позволяет решать задачи динамики намагниченности методом Ритца с использованием пробных функций, когда фиксируется число намотки и происходит переход от описания временной эволюции намагниченности в каждой точке к уравнению движения параметров пробной функции. Такие уравнения принято называть уравнениями Тиля.

С другой стороны, эволюцию намагниченности можно изучать методами численного микромагнитного моделирования на основе решения уравнения Ландау-Лифшица-Гильберта. Сочетание аналитического подхода (уравнения Тиля) и численного моделирования позволяет оценивать как качественные, так и количественные особенности динамики магнитных состояний.

Ярким и практически важным примером магнитного солитона является магнитный вихрь – специфическое распределение намагниченности, у которого в центре магнитные моменты направлены перпендикулярно плоскости (кор вихря), а на периферии они лежат в плоскости и направлены вдоль концентрических окружностей (оболочка вихря). Наиболее просто такие состояния реализуются в ферромагнитных дисках. Магнитный вихрь представляет собой «топологический» солитон, который соответствует числу намотки ±½ и описывается пробной функцией, имеющей всего два параметра: диаметр кора и его положение.

Магнитный вихрь имеет низкочастотный резонанс, связанный с движением кора вокруг состояния равновесия (гиротропная мода колебаний). Данный вид колебаний используется в настоящее время в вихревых спин-трансферных наноосцилляторах, в которых гиротропные автоколебания намагниченности возбуждаются посредством спиновой токовой накачки. В докладе обсуждаются различные характерные магнитные состояния в одиночных и связанных ферромагнитных дисках, а также режимы гиротропных автоколебаний в таких системах.

 

Abstract: