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

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.