Поляритоны в сегнетомагнетике TbMnO₃ на границе с металлом в магнитном поле

Abstract

Проанализирован спектр поверхностных поляритонов антиферромагнетика со спиральной магнитной структурой и спин-индуцированной электрической поляризацией на границе с металлом в присутствии магнитного поля. Рассмотрение проведено на примере манганита TbMnO₃ в сегнетомагнитной и параэлектрической фазах. Полученный спектр характеризуется сильной невзаимностью и существенно зависит как от направления магнитного поля и спонтанной электрической поляризации, так и от отношения их величин. Оценки для TbMnO₃ показывают, что сильная невзаимность, когда поляритон с данной частотой распространяется только в одну сторону, может быть создана магнитным полем порядка нескольких килоэрстед.

Проаналізовано спектр поверхневих поляритонів у антиферомагнетику із спіральною магнітною структурою та спін-індукованою електричною поляризацією на межі з металом у присутності магнітного поля. Розгляд проведено на прикладі манганіта TbMnO₃ у сегнетомагнітній та параелектричній фазах. Одержаний спектр характеризується сильною невзаємністю та істотно залежить як від напрямків магнітного поля та спонтанної електричної поляризації, так і відношення їх величин. Оцінки для TbMnO₃ показують, що сильна невзаємність, коли поляритон з даною частотою розповсюджується лише в один бік, може бути створена магнітним полем порядка кількох кілоерстед.

The spectrum of surface polaritons in the antiferromagnet with a spiral magnetic structure and spininduced electric polarization at the boundary with a metal in magnetic field is analyzed. Manganite TbMnO₃ was taken as an example for this consideration in its ferroelectromagnetic and paraelectric phases. It is shown that the spectrum possesses strong nonreciprocity and depends both on directions of magnetic field and spontaneous polarization and on the relations of their values. The calculations for TbMnO₃ show that magnetic field of a few kOe may create a strong nonreciprocity: polaritons with a fixed a frequency propagate only in one direction.