Akademik

СПИНОВЫЕ ВОЛНЫ

       

1) волны нарушений спинового порядка в магнитоупорядоченных средах. В ферромагнетиках, антиферромагнетиках и ферримагнетиках спины атомов и связанные с ними магн. моменты при отсутствии возбуждения строго упорядочены. Состояние возбуждения магн. системы связано с отклонением спина от положения равновесия. Из-за вз-ствия между атомами такое отклонение не локализовано, а в виде волны распространяется в среде. С. в. явл. элементарными (простейшими) возбуждениями системы магн. моментов в магнитоупорядоченных средах. Соответствующие квазичастицы наз. магнонами. Существование С. в. было предсказано амер. физиком Ф. Блохом в 1930. С. в., как всякая волна, характеризуется зависимостью частоты w от волнового вектора k (дисперсии закон). В кристаллах с неск. магнитными подрешётками могут существовать неск. типов С. в. с разными законами дисперсии.

С. в. допускают наглядную классич. интерпретацию: рассмотрим цепочку атомов, расстояния между к-рыми а в магн. поле Н (рис.). Если волновой вектор k=0 (l®?), то С. в. нет. Это означает, что все спины синфазно прецессируют вокруг направления Н с частотой w0 (однородная прецессия). При k?0 прецессия спинов неоднородна. Разные спины находятся в разных фазах. Сдвиг фаз между соседними атомами равен ka.

спин каждого атома изображён стрелкой.

Частота неоднородной прецессии w(k)>w0. В ферромагнетиках для длинных С. в. (ka-1):

w(k)=w0+we(ak)2;

величина ћwе порядка величины обменного интеграла между соседними атомами. Как правило, wе->w0, а w0=g(bМ+H). Здесь g — гиромагнитное отношение, b — константа анизотропии, М — намагниченность при T=0К. Квантовомеханич. рассмотрение системы взаимодействующих спинов позволяет вычислить законы дисперсии С. в. для разл. крист. решёток при произвольном соотношении а и длины С. в.

2) В 1958 В. П. Силин предсказал существование С. в. в парамагн. металлах, они были обнаружены экспериментально в 1967. В немагнитных металлах С. в.— колебания спиновой плотности электронов проводимости, обусловленные обменным взаимодействием между ними. Существование таких С. в. проявляется, напр., в селективной прозрачности металлич. пластин для эл.-магн. волн с частотами, близкими к частоте ЭПР.