Mesoskopische Beschreibung stochastischer und retardierter Magnetisierungsdynamik

Abstract

Im Rahmen einer analytischen Beschreibung werden nichtlokale Einflüsse auf die Magnetisierungsdynamik untersucht. Es werden stochastische Magnetfelder betrachtet, die durch endliche Korrelationszeiten charakterisiert sind. Die Berücksichtigung der Korrelationen führt zu ungedämpften Spinwellen. Des Weiteren wird die Bewegungsgleichung mittels deterministischer Retardierungsfunktionen verallgemeinert. Dadurch lassen sich zeitliche Gedächtniseffekte und räumliche Korrelationen berücksichtigen. Die theoretischen Ergebnisse werden auf die experimentelle Methode der ferromagnetischen Resonanz bezogen und stimmen für kleine und mittlere Frequenzen mit dem Experiment überein. Für hohe Frequenzen liefert das Modell eine neue Vorhersage. Außerdem wird der Einfluss von nichtuniformen Temperaturgradienten auf die Magnetisierungsdynamik untersucht. Es wird gefunden, dass die Lebenszeit der magnetischen Anregungen signifikant von den auferlegten Randbedingungen und Temperaturprofilen abhängt.

This work investigates nonlocal in uences on magnetization dynamics based on an analytical description. Stochastic magnetic fields are incorporated, which are characterized by a finite correlation time. Taking correlations into account fluctuations lead to the observation of undamped spin waves. Furthermore, the equation of motion is generalized by means of a deterministic retardation function. This includes both temporal memory effects and spatial correlations. The theoretical results are compared to ferromagnetic resonance measurements and agree well with the experiment within the small and intermediate frequency range. For large frequencies a new behavior is predicted. In addition, the in uence of nonuniform temperature gradients on magnetization dynamics is analyzed. The results show that the lifetime of the magnetic excitations depends significantly on the imposed boundary conditions and temperature profiles.