НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА ОБЪЕМНЫХ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ И ОБМЕННО-ДИПОЛЬНЫХ МОД В ПЛАСТИНЕ ФЕРРОМАГНЕТИКА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом многомасштабных разложений получены двумерные уравнения типа Дэви – Стюартсона, которые описывают эволюцию трехмерных нелинейных магнитостатических возбуждений в пластине ферромагнетика. Предложенный подход допускает обобщение. Показано, что в ферромагнитных пленках с толщиной, большей обменной длины, эволюция трехмерных обменно-дипольных волновых пакетов также описывается уравнениями Дэви – Стюартсона. Вычислены пороги нестабильности плоских нелинейных монохроматических волн. Модуляционная неустойчивость таких волн ведет к образованию когерентных структур. Найдены условия формирования и явные решения для плоских солитонных возбуждений. В рамках предложенной модели предсказана возможность критического коллапса пространственно локализованных двумерных волновых структур.

Об авторах

В. В. Киселев

Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук; Физико-технологический институт, Уральский федеральный университет

Email: kiseliev@imp.uran.ru
Екатеринбург, Россия; Екатеринбург, Россия

Список литературы

  1. M. Remoissenet, Waves Called Solitons: Concepts and Experiments, Springer-Verlag, Berlin (1999).
  2. Y. S. Kivshar and G. P. Agrawall, Optical Solitons: From Fiber to Photonic Crystals, Academic, New York (2003).
  3. C. Sulem and P.-L. Sulem, The Nonlinear Schr¨odinger Equation, Springer-Verlag, New York, AMS, Vol. 139 (1999).
  4. B. A. Kalinikos and A. B. Ustinov, Phys. Solid State 64, 193 (2013).
  5. B. A. Kalinikos, N. G. Kovshikov, and A. N. Slavin, Sov. Phys. JETP Lett. 38, 413 (1983).
  6. B. A. Kalinikos, N. G. Kovshikov, and A. N. Slavin, Sov. Tech. Phys. Lett. 10, 936 (1984).
  7. B. A. Kalinikos, N. G. Kovshikov, and A. N. Slavin, Sov. Phys. JETP 67, 303 (1988).
  8. K. Tai, A. Hasegava, and A. Tomita, Phys. Rev. Lett. 56, 135 (1986).
  9. M. J. Ablowitz and H. Segur, Solitons and Inverse Scattering Transform, SIAM, Philadelphia (1981).
  10. P. G. Kevrekidis, D. J. Frantzeskakis, and R. Carretero-Gonz´ales, Emergent Nonlinear Phenomena in Bose-Einstein Condensates. Theory and Experiment, Springer-Verlag, Berlin (2008).
  11. A. Scott, Nonlinear Science: Emergence and Dynamics of Coherent Structures, Oxford Univ. Press (2003).
  12. M. Bauer, C. Mathieu, S. O. Demokritov, B. Hillebrands, P. A. Kolodin, S. Sure, H. D¨otsch, V. Grimalsky, Yu. Rapoport, and A. N. Slavin, Phys. Rev. B 56, R8483 (1997).
  13. M. Bauer, O. Bu¨ttner, S. O. Demokritov, B. Hillebrands, V. Grimalsky, Yu. Rapoport, and A. N. Slavin, Phys. Rev. Lett. 81, 3769 (1998).
  14. O. Bu¨ttner, M. Bauer, S. O. Demokritov, B. Hillebrands, Yu. S. Kivshar, V. Grimalsky, Yu. Rapoport, and A. N. Slavin, Phys. Rev. B 61, 11576 (2000).
  15. Y. Silberberg, Opt. Lett. 15, 1282 (1990).
  16. A. A. Serga, S. O. Demokritov, and B. Hillebrands, Phys. Rev. Lett. 92, 117203 (2004).
  17. В. Г. Лукомский, УФЖ 23, 134 (1978).
  18. А. К. Звездин, А. Ф. Попков, ЖЭТФ 84, 606 (1983) @@A. K. Zvezdin and A. F. Popkov, JETP 57, 350 (1983).
  19. V. V. Kiselev, A. P. Tankeev, and A. V. Kobelev, Phys. Met. Metallogr. 82, 458 (1996).
  20. А. Б. Борисов, В. В. Киселев, Квазиодномерные магнитные солитоны, Физматлит, Москва (2014).
  21. M. Borich, V. V. Smagin, and A. P. Tankeev, Phys. Met. Metallogr. 103, 118 (2007).
  22. V. V. Smagin, M. Borich, and A. P. Tankeev, Phys. Met. Metallogr. 100, 529 (2005).
  23. A. Davey and K. Stewartson, Proc. Roy. Soc. London A 338, 101 (1974).
  24. В. Е. Захаров, С. В. Манаков, С. П. Новиков, Л. П. Питаевский, Теория солитонов: метод обратной задачи, Наука, Москва (1980) @@S. P. Novikov, S. V. Manakov, L. P. Pitaevskii, and V. E. Zakharov, Theory of Solitons. The Inverse Scattering Method, Plenum, New York (1984).
  25. B. G. Konopelchenko, Solitons in Multidimensions: Inverse Spectral Transform Method, World Sci. Publ. Co. (1993).
  26. H. Leblond, J. Phys. A: Math. Gen. 32, 7907 (1999).
  27. R. E. De Wames and T. Wolfram, J. Appl. Phys. 41, 987 (1970).
  28. А. И. Ахиезер, В. Г. Барьяхтар, С. В. Пелетминский, Спиновые волны, Наука, Москва (1967) @@A. I. Akhiezer, V. G. Baryachtar, and S. V. Peletminskii, Spin Waves, North-Holland Publ. Co., Amsterdam (1968).
  29. В. В. Ганн, ФТТ 8, 3167 (1966) @@V. V. Gann, Sov. Phys. Solid State 8, 2537 (1967).
  30. Л. В. Михайловская, Р. Г. Хлебопрос, ФТТ 11, 2854 (1969).
  31. Л. В. Михайловская, Р. Г. Хлебопрос, ФТТ 16, 77 (1974).
  32. Б. Н. Филиппов, ФММ 32, 911 (1971) @@B. N. Filippov, Phys. Met. Metallogr. 32, 12 (1971).
  33. Б. Н. Филиппов, И. Г. Титяков, ФММ 35, 28 (1973) @@B. N. Filippov and I. G. Tityakov, Phys. Met. Metallogr. 35, 21 (1973).
  34. Б. А. Калиникос, Изв. вузов. Физика 25(8), 42 (1981) @@B. A. Kalinikos, Sov. Phys. J. 24, 718 (1981).
  35. R. W. Damon and J. R. Eshbach, J. Phys. Chem. Solids 19, 308 (1961).
  36. E. B. Sonin, Phys. Rev. B 95, 144432 (2017).
  37. G. Li, C. Sun., T. Nattermann, and V. L. Pokrovskii, Phys. Rev. B 98, 014436 (2018).
  38. G. Li and V. Pokrovsky, Ann. Phys. 460, 169572 (2024).
  39. А. Найфе, Методы возмущений, Мир, Москва (1976) @@A. Nayfeh, Perturbation Methods, Wiley Intersci., New York (1973).
  40. Р. Додд, Дж. Эйлбек, Дж. Гиббон, Х. Моррис, Солитоны и нелинейные волновые уравнения, Мир, Москва (1988) @@R. K. Dodd, Y. C. Eilbeck, J. D. Gibbon, and H. C. Morris, Solitons and Nonlinear Wave Equations, Academic Pr. (1984).
  41. А. Н. Колмогоров, С. В. Фомин, Элементы теории функций и функционального анализа, Наука, Москва (1972) @@A. N. Kolmogorov and S. V. Fomin, Elements of the Theory of Functions and Functional Analysis, Vol. 1,2, N. Y. Graylock Press, Rochester (1957).
  42. G. Huang, V. V. Konotop, H. Tam, and B. Hu, Phys. Rev. E 64, 056619 (2001).
  43. В. Е. Захаров, ЖЭТФ 62, 1745 (1972) @@V. E. Zakharov, Sov. Phys. JETP 35, 908 (1972).
  44. Р. Хирота, Прямые методы интегрирования в теории солитонов, в кн. Солитоны, под ред. Р. Буллера, Ф. Кодри, Мир, Москва (1983), с. 175–192.
  45. A. M. Косевич, Б. А. Иванов, А.С. Ковалев, Нелинейные волны намагниченности. Динамические и топологические солитоны, Наукова думка, Киев (1983).
  46. R. H. Hobart, Proc. Phys. Soc. 82, 201 (1963).
  47. G. H. Derrick, J. Math. Phys. 5, 1252 (1964).
  48. V. M. Lashkin and O. K. Cheremnykh, Phys. Rev. E 110, 024216 (2024).
  49. O. Bu¨ttner, M. Bauer, S. O. Demokritov, B. Hillebrands, M. P. Kostylev, B. A. Kalinikos, and A. N. Slavin, Phys. Rev. Lett. 82, 4320 (1999).
  50. A. N. Slavin, O. Bu¨ttner, M. Bauer, S. O. Demokritov, B. Hillebrands, M. P. Kostylev, B. A. Kalinikos, V. V. Grimalsky, and Yu. Rapoport, Chaos 13, 693 (2003).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025