Эффект выпрямления переменного электрического поля в неколлинеарном ферромагнетике
Руководитель
Характер работы
Теоретический.
Описание
Ферромагнетики с неколлинеарным распределением намагниченности обладают рядом необычных транспортных и оптических свойств, которые обусловлены связью спиновых и пространственных степеней свободы носителей заряда. Теоретически предсказан и экспериментально обнаружен топологический эффект Холла в некомпланарной магнитной структуре. В неколлинеарной геликоидальной магнитной системе, которая реализуется в гольмии при температуре ниже 133К, экспериментально обнаружена особенность высокочастотной проводимости на частоте, соответствующей обменному расщеплению спектра электронов; впоследствии данной особенности дано теоретическое объяснение. Кроме того, предложен обратный эффект генерации электромагнитного излучения при переходе электронов между спиновыми подзонами.
Явление выпрямления переменного электрического поля при распространении в пространственно-неоднородном ферромагнетике было предсказано теоретически для системы с некомпланарным пространственным распределением намагниченности. В такой экзотической системе эффект обусловлен чисто обменным взаимодействием. В рамках данной работы предлагается теоретически рассчитать аналогичный эффект в системе, в которой магнитный момент в разных точках пространства ориентирован неколлинеарно. Здесь для возникновения эффекта выпрямления необходим учёт спин-орбитального взаимодействия. Будет рассмотрена модельная задача о распространении электромагнитной волны в системе с циклоидальным распределением намагниченности с учётом взаимодействия Рашбы. Экспериментально указанное распределение намагниченности может быть реализовано несколькими способами: в частности, в плоско-слоистой системе, состоящей из двух слоёв, один из которых имеет анизотропию типа «лёгкая плоскость», а другой — «лёгкая ось»; кроме того, возможно возникновение циклоидального распределения намагниченности вследствие наличия взаимодействия Дзялошинского-Мория на границе тонкой плёнки ферромагнетика с тяжёлым металлом. В ИФМ РАН имеются технологии изготовления таких систем и планируется проведение экспериментов по обнаружению выпрямнелия в них переменного электрического поля электромагнитной волны. В ходе выполнения работы студент может принять участие в интерпретации экспериментальных данных, полученных на таких структурах.
Контакты
ИФМ РАН к. 121, т. 417-94-88, eugenk@ipmras.ru
