Элементарные возбуждения в анизотропных нанопленках мультиферроиков с конкурирующими поверхностными взаимодействиями

Получена: 05 марта 2020; Исправлена: 18 марта 2020; Принята: 23 марта 2020
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: И.Ф. Шарафуллин, Х. Дьеп. Элементарные возбуждения в анизотропных нанопленках мультиферроиков с конкурирующими поверхностными взаимодействиями. Письма о материалах. 2020. Т.10. №2. С.211-216
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-2-211-216

Аннотация

Спектр спиновых волн для двуслойной анизотропной магнитоэлектрической сверхрешетки при сильном магнитоэлектрическом взаимодействии магнитной и ферроэлектрической пленокЦелью 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.

Ссылки (18)

1. S. Dong, X. Zhang, R. Yu, J. M. Liu, E. Dagotto. Physical Review B. 84 (15), 155117 (2011). Crossref
2. M. Mostovoy. Physical Review Letters. 96 (6), 067601 (2006). Crossref
3. H. Katsura, N. Nagaosa, A. V. Balatsky. Physical review letters. 95 (5), 057205 (2005). Crossref
4. I. A. Sergienko, E. Dagotto. Physical Review B. 73 (9), 094434 (2006). Crossref
5. A. P. Pyatakov. Physica B: Condensed Matter. 542, 59 (2018). Crossref
6. A. S. Logginov, G. A. Meshkov, A. V. Nikolaev, E. P. Nikolaeva, A. P. Pyatakov, A. K. Zvezdin. Applied Physics Letters. 93 (18), 182510 (2008). Crossref
7. O. G. Udalov, I. S. Beloborodov. AIP Advances. 8 (5), 055810 (2018). Crossref
8. A. P. Pyatakov, A. K. Zvezdin, A. M. Vlasov, A. S. Sergeev, D. A. Sechin, E. P. Nikolaeva, L. E. Calvet. Ferroelectrics. 438 (1), 79 (2012). Crossref
9. H. T. Diep. Physical Review B. 91 (1), 014436 (2015). Crossref
10. S. Seki, Y. Onose, Y. Tokura. Phys. Rev. Lett. 101, 067204 (2008). Crossref
11. O. Petrova, O. Tchernyshyov. Phys. Rev. Lett. 84, 214433 (2011).
12. H. B. Braun. Advances in Physics. 61 (1), 1 (2012). Crossref
13. A. B. Harris, A. Aharony, O. Entin-Wohlman. J. Phys.: Condens. Matter. 20, 434202 (2008).
14. A. R. Yuldasheva, N. M. Nugaeva. Letters on Materials. 9 (3), 354 (2019). Crossref
15. I. F. Sharafullin, N. M. Nugaeva, M. Kh. Kharrasov. Letters on Materials. 9 (4), 499 (2019). Crossref
16. I. F. Sharafullin, M. Kh. Kharrasov, H. T. Diep. Phys. Rev. B. 99, 214420 (2019). Crossref
17. S. E. Hog, H. T. Diep. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 400, 276 (2016). Crossref
18. N. N. Bogolyubov, S. V. Tyablikov. Soviet Physics Doklady. 4, 589 (1959).

Финансирование

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