Рассмотрена бозе-конденсация магнонов в тонких ферромагнитных пленках как физических системах конечного размера. Показано, что в соответствии с современными экспериментальными возможностями, позволяющими достигать в таких пленках плотностей длинноволновых спиновых возбуждений ~ 10¹⁸–10¹⁹ см⁻³, формирование когерентного конденсата этих
квазичастиц наступает уже при температурах T ~ 10² K (включая комнатные). Установлено,
что бозе-конденсация сопровождается явлением скейлинга, согласно которому основной термодинамической переменной оказывается не число частиц N, а отношение N/T. Последнее свидетельствует, что наблюдать бозе-конденсацию магнонов можно при относительно низких их
плотностях (и, соответственно, накачках). Проанализированы роли формы спектра спин-волновых возбуждений и толщины пленки для наблюдения фазового перехода в состояние с бозе-конденсатом, а также парциальные вклады разных групп квазичастиц в полное спектральное распределение магнонов по энергиям.
Розглянуто бозе-конденсацію магнонів у тонких феромагнітних плівках як фізичних системах скінченого розміру. Показано, що у відповідності з сучасними експериментальними можливостями, що дозволяють досягати у таких плівках густин довгохвильових спінових збуджень
~ 10¹⁸–10¹⁹ см⁻³, формування когерентного конденсату цих квазічастинок наступає вже при
температурах T ~ 10² K (включаючи кімнатні). Встановлено, що бозе-конденсація супроводжується явищем скейлінгу, згідно з яким основною термодинамічною змінною виявляється не
число частинок N, а відношення N/T. Останнє свідчить, що спостерігати бозе-конденсацію
магнонів можна при відносно низьких їх густинах (та, відповідно, накачках). Проаналізовано
ролі форми спектра спін-хвильових збуджень і товщини плівки для спостереження фазового
переходу у стан з бозе-конденсатом, а також парціальні внески від різних груп квазічастинок у
повний спектральний розподіл магнонів за енергією.
The Bose–Einstein condensation of magnons
in thin ferromagnetic films as the physical systems
of a finite size is considered. It is shown
that in accordance with the contemporary experimental
potentialities which allow us to achieve
spin-wave excitation concentrations 1018–1019 cm–3 in such films, the coherent condensate formation
of these quasi-particles begins at temperatures
T ~ 10² K (including room ones). It is
established that the Bose-condensation is accompanied
by scaling by which the main thermodynamic
variable proves to be not the particle
number N, but the ratio N/T. The latter demonstrates
that the Bose-condensation of magnons
can be observed at their rather low concentration
(and also pumping). The roles of spin-excitation
spectrum shape and film thickness for the
phase transition into the state with the Bose-condensate,
and the partial contributions from different
quasi-particle groups into the total (observed)
magnon energy distribution curve are analyzed.
