Взаимодействие спиновых волн и спин-поляризованного тока с магнитными неоднородностями в наноструктурированных ферромагнитных материалах

Построена теория распространения спиновых волн в гетерогенных ферромагнитных системах, которая предусматривает генерацию спиновых волн с помощью спин поляризованного тока и управление процессом распространения спиновых волн в таких средах. В частности, представлен механизм возбуждения дипольно-обменных спиновых волн в многослойной ферромагнитной наносистеме. Получены законы дисперсии дипольно обменных спиновых волн в многослойной ферромагнитной наносистеме при наличии спин поляризованного тока, а также параметры эффективной диссипации и условия генерации спиновой волны. Найдены спектральные характеристики спиновых волн в двух конфигурациях одномерного и одной конфигурации двумерного магнонного кристалла. Показано наличие в спектрах исследуемых магнонных кристаллов зонной структуры. Установлены характеристики процесса преломления обменных спиновых волн в неоднородных ферромагнитных структурах типа спиновых линз с основе ферромагнитных гетерогенных структур для объемных спиновых волн в обменном приближении с учетом обменной неоднородности интерфейсов, которые являются средством управления процессами распространения спиновых волн в ферромагнитных средах. Для ряда конфигураций спиновых линз показана возможность эффективного управления интенсивностью спиновой волны, а также регулирования прозрачности подобных неоднородностей, что позволяет использовать их и как линзы, и как зеркала в зависимости от величины внешнего поля и частоты волны. Получены характеристики полевых и частотных зависимостей показателей преломления спиновых волн и фокусных расстояний спиновых линз, созданных на основе одноосных ферромагнетиков во внешнем постоянном магнитном поле. Также обнаружено существование узкой переходной зоны в полевых и спектральных зависимостях показателей преломления и коэффициентов отражения, в которой происходит резкий скачок амплитуды волны, отраженной от границы двух однородных сред.