Спектральные характеристики магнитоупорядоченных низкоразмерных нано- и микрообъектов в обменном приближении

Построена теория распространения спиновых волн в двухподрешеточных антиферромагнетиках с одноосной магнитной анизотропией и в ферромагнитных наносистемах в форме сферической нанооболочки, нанооболочки в форме эллипсоида вращения («нанорис»), цилиндрической нанотрубки кругового (круговой цилиндр) и эллиптического (эллиптический цилиндр) сечения, а также для произвольной ферромагнитной наносистемы с трансляционной симметрией. Найдено уравнение для магнитного потенциала этих волн в соответствующих наносистемах в магнитостатическом приближении с учетом обменного взаимодействия, магнитного диполь-диспольного взаимодействия, эффектов магнитной анизотропии и диссипации. Получены решения уравнения, дисперсионные соотношения для таких наносистем, а также спектр волновых чисел для некоторых наносистем. Рассмотрены одноосные ферромагнитные наносистемы как типа «легкая ось», так и типа «легкая плоскость». Исследовано влияние спин-поляризованного тока на спиновые волны в таких наносистемах. Получено трехмерные нелинейные решения уравнения Ландау-Лифшица для спиновых волн для обоих типов одноосного антиферромагнетика - как «легкая ось», так и «легкая плоскость».

Разработан новый метод управления направлениями и интенсивностью распространения обменных спиновых волн путем их контролируемого преломления в неоднородных ферромагнитных структурах типа спиновых линз. Приведенные условия, при которых спиновая линза может быть двухфокусной благодаря наличию эффекта двулучепреломления. Получены характеристики полевых и частотных зависимостей показателей преломления соответствующих ветвей спиновых волн и фокусных расстояний спиновых линз, созданных на основе двухосных ферромагнетиков во внешнем постоянном магнитном поле. Показана возможность регулирования прозрачности подобных неоднородностей, что позволяет использовать их и как линзы, и как зеркала в зависимости от величины внешнего поля и частоты волны. Эта особенность позволяет использовать структуры с подобной чертой как высокочувствительные датчики изменения характеристик магнитных сред или внешних условий, в которых они находятся. Также показано, что подобные процессы могут быть причиной генерации нелинейных спиновых возбуждений, в частности спиновых солитонов.