Dynamic Transformation of Domain Walls in Chiral Ferrimagnets

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

The dynamics of domain walls in ferrimagnets in which spatial dynamics invariance is violated because of the presence of the chiral Dzyaloshinskii–Moriya interaction with energy linear in sublattice spin density gradients is investigated theoretically. Analysis is performed based on numerical integration of equations in the sigma model generalized to the case of a ferrimagnet near the sublattice spin compensation point. It is shown that in contrast to conventional or chiral ferromagnets, chiral ferrimagnets can exhibit effects of dynamic transformation of the domain wall structure with the formation of more complex walls with a nonmonotonic behavior of the spin density in a wall upon an increase in the wall velocity. These effects are possible in a quite narrow neighborhood of the compensation point, and the width of this region increases upon an increase in the Dzyaloshinskii–Moriya interaction constant.

Sobre autores

N. Kulagin

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences; National Research University “Higher School of Economics”

Autor responsável pela correspondência
Email: klgn@yandex.ru
119071, Moscow, Russia; 101000, Moscow, Russia

Bibliografia

  1. D. Atkinson, D. A. Allwood, G. Xiong et al., Nature Mater. 2, 85 (2003).
  2. A. Yamaguchi, T. Ono, S. Nasu et al., Phys. Rev. Lett. 92, 077205 (2004).
  3. M. Hayashi, L. Thomas, R. Moriya et al., Science, 320, 209 (2008).
  4. A. Ho mann and S. D. Bader, Phys. Rev. Appl. 4, 047001 (2015).
  5. G. Tatara and H. Kohno, Phys. Rev. Lett. 92, 086601 (2004).
  6. A. Thiaville, Y. Nakatani, J. Miltat, and Y. Suzuki, Eur. Phys. Lett. 69, 990 (2005).
  7. O. A. Tretiakov, D. Clarke, G.-W. Chern et al., Phys. Rev. Lett. 100, 127204 (2008).
  8. A. V. Khvalkovskiy, V. Cros, D. Apalkov et al., Phys. Rev. B 87, 020402 (2013).
  9. S. S. P. Parkin and S.-H. Yang, Nature Nanotechnol. 10, 195 (2015).
  10. A. M. Kosevich, B. A. Ivanov, and A. S. Kovalev, Physica D 3, 363 (1981).
  11. A. M. Kosevich, B. A. Ivanov, and A. S. Kovalev, Phys. Rep. 194, 117 (1990).
  12. А. Б. Борисов, В. В. Киселев, Нелинейные волны, солитоны и локализованные структуры в магнетиках, в двух томах, УроРАН, Екатеринбург (2009).
  13. М. В. Четкин, Де Ла Кампа, Письма в ЖЭТФ 27, 168 (1978).
  14. А. Л. Звездин, Письма в ЖЭТФ 29, 605 (1979).
  15. В. Г. Барьяхтар, Б. А. Иванов, А. Л. Сукстанский, ЖЭТФ 75, 2183 (1978).
  16. В. Г. Барьяхтар, Б. А. Иванов, А. Л. Сукстанский, ЖЭТФ 78, 1509 (1980).
  17. В. Г. Барьяхтар, Б. А. Иванов, М. В. Четкин, УФН 146, 417 (1985).
  18. A. P. Malozemo and J. C. Slonczewski, Magnetic Domain Walls in Bubble Materials, Acad. Press, New York (1981).
  19. K.-J. Kim, S. K. Kim, Y. Hirata et al., Nature Mater. 16, 1187 (2017).
  20. M. V. Logunov, S. S. Safonov, A. S. Fedorov et al., Phys. Rev. Appl. 15, 064024 (2021).
  21. L. Caretta, M. Mann, F. Buttner et al., Nature Nanotechnol. 13, 1154 (2018).
  22. Е. Г. Галкина, К. Э. Заспел, Б. А. Иванов и др., Письма в ЖЭТФ 110, 474 (2019)
  23. B. A. Ivanov, E. G. Galkina, V. E. Kireev et al., Low Temp. Phys. 46, 841 (2020).
  24. A. K. Zvezdin, Z. V. Gareeva, K. A. Zvezdin, J. Magn. Magn. Mater. 509, 166876 (2020).
  25. B. A. Ivanov, Low Temp. Phys. 45, 935 (2019).
  26. A. Thiaville, S. Rohart, E. Jue et al., Europhys. Lett. 100, 57002 (2012).
  27. V. V. Slastikov, C. B. Muratov, J. M. Robbins et al., Phys. Rev. B 99, 100403(R) (2019).
  28. V. P. Kravchuk, J. Magn. Magn. Mater. 367, 9 (2014).
  29. E. G. Galkina and B. A. Ivanov, Low Temp. Phys. 44, 618 (2018).
  30. A. B. Borisov, V. V. Kiseliev, and G. G. Talutz, Sol. St.Comm. 44, 411 (1982).
  31. Б. А. Иванов, А. Л. Сукстанский, ЖЭТФ 84, 370 (1983).
  32. Е. Г. Галкина, Б. А. Иванов, Письма в ЖЭТФ 61, 495 (1995).
  33. V. Baltz, A. Manchon, M. Tsoi et al., Rev. Mod. Phys. 90, 015005 (2018).
  34. A. Kirilyuk, A. V. Kimel, and Th. Rasing, Rev. Mod. Phys. 82, 2731 (2010).
  35. B. A. Ivanov, Low Temp. Phys. 40, 91 (2014).
  36. S. Komineas and N. Papanicolaou, SciPost Phys. 8, 086 (2020).
  37. C. E. Zaspel, E. G. Galkina, and B. A. Ivanov, Phys. Rev. Appl. 12, 044019 (2019).
  38. I. Lisenkov, R. Khymyn, J. Akerman et al., Phys. Rev. B 100, 100409(R) (2019).
  39. Е. Г. Галкина, Б. А. Иванов, Н. Е. Кулагин и др., ЖЭТФ 159, 671 (2021).
  40. А. М. Косевич, Б. А. Иванов, А. С. Ковалев, Письма в ЖЭТФ 25, 516 (1977).
  41. L. M. Lerman, Selecta Math. Sov. 12, 333 (1993).
  42. Л. М. Лерман, Письма в ЖЭТФ 51, 336 (1990).
  43. Л. М. Лерман, Я. Л. Уманский, ПММ 47, 395 (1983).
  44. E. Schlomann, Appl. Phys. Lett. 19, 274 (1971).
  45. В. Г. Барьяхтар, Б. А. Иванов, А. Л. Сукстанский, Письма в ЖЭТФ 27, 226 (1978).
  46. В. М. Елеонский, Н. Н. Кирова, Н. Е. Кулагин, ЖЭТФ 75, 2210 (1978).
  47. В. М. Елеонский, Н. Н. Кирова, Н. Е. Кулагин, ЖЭТФ 77, 409 (1979).
  48. Б. А. Иванов, Н. Е. Кулагин, ЖЭТФ 112, 953 (1997).
  49. Н. Е. Кулагин, А. Ф. Попков, Письма в ЖЭТФ 43, 197 (1986).
  50. L. R. Walker, in Magnetism, ed. by G. T. Rado and H. Suhl, Pergamon, New York (1963), Vol. 3, p. 451.
  51. T. F. C. Chan and H. B. Keller, SIAM J. Sci. Stat.Comput. 3, 173 (1982).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2023