Затухание спиновых волн при спин-ориентационных фазовых переходах

Abstract

Исследованы спектры спиновых волн и их затухания в окрестности спин-ориентационных фазовых переходов. Показано, что если основное состояние вырождено и это вырождение характеризуется непрерывным параметром вырождения, то затухание спиновых волн не описывается релаксационным членом Ландау—Лифшица—Гильберта. Построена диссипативная функция для ферромагнитных кристаллов различной симметрии. Рассмотрены случаи как конечной, так и нулевой продольной магнитной восприимчивости. Дан метод нахождения релаксационного члена в уравнении Ландау—Лифшица для кристаллов различной симметрии. Для ферромагнетиков с одноосной и тетрагональной симметрией вычислены спектры и затухания спиновых волн. Показано, что процесс релаксации имеет двухступенчатый характер. На первом этапе релаксации за счет обменного взаимодействия устанавливается равновесное значение величины намагниченности. На втором этапе происходит затухание амплитуд спиновых волн при прецессии переменной намагниченности вокруг равновесного значения. Обсуждена детализация метода квазисредних Н.Н. Боголюбова применительно к случаю ферромагнетиков со спонтанно-вырожденным вакуумом.

Досліджено спектри спінових хвиль та їх згасання поблизу спін-орієнтаційних фазових переходів. Показано, що для виродженого стану, який характеризується неперервним параметром виродження, згасання спінових хвиль не описується релаксаційним членом Ландау—Лівшиця—Гільберта. Побудовано дисипативну функцію для феромагнітних кристалів різної симетрії. Розглянуто випадки як кінцевої, так і нульової поздовжньої магнітної сприйнятливості. Надано метод знаходження релаксаційного члена в рівнянні Ландау—Лівшиця для кристалів різної симетрії. Для феромагнетиків з одноосьовою та тетрагональною симетрією розраховано спектри та згасання спінових хвиль. Показано, що процес релаксації має двоступеневий характер. На першому етапі релаксації за рахунок обмінної взаємодії встановлюється рівноважне значення величини намагніченості. На другому етапі відбувається згасання амплітуд спінових хвиль при прецесії змінної намагніченості навколо рівноважного значення.Обговорено деталізацію методу квазісередніх М.М. Боголюбова відносно до випадку феромагнетиків зі спонтанно-виродженим вакуумом.

The spin wave spectra and damping in the vicinity of spin orientation phase transitions were investigated. It is shown that the Landau–Lifshits relaxation term cannot describe the spin wave damping in the case of degenerate basic state with a continuous degeneracy parameter. A dissipative function for ferromagnetic crystals of different symmetry was constructed. The cases of finite and zero longitudinal magnetic susceptibility were considered. Method of calculating the relaxation term in the Landau—Lifshits equation for crystals of different symmetry was given. The spin wave spectra and damping were calculated for ferromagnets with uniaxial and tetragonal symmetry. It is shown, that relaxation is a two-stage process. At the first stage of relaxation an equilibrium magnitude of magnetization intensity is established due to the exchange interaction. At the second stage of relaxation there occurs a damping of the spin wave amplitude as the magnetization variable precesses round its equilibrium value. The detailed elaboration of N.N. Bogolubov method of quasi-middle is debated with reference to ferromagnets with spontaneously degenerated vacuum.