Фізика низьких темпеpатуp: Том 46, Випуск 8 (Серпень 2020), c. 1021-1027    ( до змісту , назад )

Non-uniform along thickness spin excitations in magnetic vortex-state nanodots

G.N. Kakazei

Institute of Physics for Advanced Materials, Nanotechnology and Photonics (IFIMUP) Departamento de Física e Astronomia, Universidade do Porto, Porto 4169-007, Portugal
E-mail: gleb.kakazei@fc.up.pt

K.Y. Guslienko

Departamento de Física de Materiales, Universidad del País Vasco, San Sebastián 20018, Spain IKERBASQUE, the Basque Foundation for Science, Bilbao 48011, Spain

R.V. Verba

Institute of Magnetism NAS of Ukraine and MES of Ukraine, Kyiv 03142, Ukraine

J. Ding, X.M. Liu, and A.O. Adeyeye*

Information Storage Materials Laboratory, Department of Electrical and Computer Engineering National University of Singapore, Singapore 117576, Singapore

Received April 16, 2020, published online June 22, 2020

Анотація

Підсумовано експериментальні результати у масивах круглих пермалоєвих нанодотів діаметром 300 нм і товщиною 20 нм ≤ L ≤ 100 нм, досліджених методом широкосмугової феромагнітно-резонансної спектроскопії у відсутності зовнішнього магнітного поля. Моди спінового збудження, пов’язані з гіротропною динамікою ядра вихору, спостерігалися в гігагерцовому діапазоні частот. Мікромагнітне моделювання показало, що ці моди — коливання струни ядра вихору з n = 0, 1, 2 вузлами уздовж товщини нанодота. Виявлено, що для L > 70 нм інтенсивність гіротропної моди з n = 1 несподівано вище найнижчої гіротропної моди з n = 0. Така поведінка з’ясована на основі неоднорідних фазових профілей мод, отриманих з мікромагнітного моделювання і розрахованих аналітично.Точні виміри залежності резонансної частоти найнижчої моди вихору з n = 0 від товщини нанодота показали існування максимуму в районі L = 70 нм, що було пояснено наявністю у вихорі маси, яка є результатом спотворення форми вихору внаслідок взаємодії зі спіновими хвилями, що мають азимутальні індекси m = ±1. Нарешті, у спектрі нанодотів з товщиною L ≥ 40 нм виявлено кілька азимутальних спін-хвильових мод, що мають скручену структуру на верхній та нижній гранях.

Ключові слова: nanodot, ferromagnetic resonance, spin excitations, vortex gyrotropic mode.