Элементарные возбуждения в анизотропных нанопленках мультиферроиков с конкурирующими поверхностными взаимодействиями

Целью работы является исследование элементарных возбуждений и влияния магнито-электрической связи на спектр спиновых волн в анизотропных нанопленках мультиферроиков с конкурирующими поверхностными взаимодействиями, а также исследование спиновой конфигурации основного состояния поверхностных слоев магнитной пленки с конкурирующими обменным, магнитоэлектрическим взаимодействиями и внешним магнитным полем, действующим перпендикулярно плоскости пленок сверхрешетки. Используя метод двухвременных температурных функций Грина, исследуется спектр спиновых волн в однослойной и двуслойной анизотропной магнитной пленке, находящейся между сегнетоэлектрическими слоями магнитоэлектрической сверхрешетки. В гамильтониане учтены энергии обменного ферромагнитного взаимодействия и энергия анизотропии между векторами спинов на узлах i и j, которая стабилизирует угол между их локальными осями квантования в магнитной пленке, энергия диполь-дипольного взаимодействия в сегнетоэлектрической пленке, а также энергия магнитоэлектрического взаимодействия на интерфейсе пленок. Параметр анизотропии Ki,j предполагаем положительным, и отличным от нуля только для ближайших взаимодействующих соседей. Показано, что магнитоэлектрическое взаимодействие оказывает сильное воздействие на длинноволновую моду спиновых волн. Рассчитана также намагниченность магнитной пленки при низких температурах. Намагниченность M сильно зависит от температур: при высоких T чем больше магнитоэлектрическое взаимодействие тем больше M. Однако при T = 0 уменьшается модуль намагниченности при возрастании магнитоэлектрического взаимодействия из‑за эффекта спинового сокращения. Такой эффект имеет место в антиферромагнетиках. Как следствие, происходит кроссовер (пересечение) кривых намагниченности для различных значений θ при низкой T.

1. ФГБОУ ВО Башкирский государственный университет - Грант Главы Республики Башкортостан 2020