Excitations collectives de spins dans les couches minces ferromagnétiques

Abstract

Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à l’impact de l’anisotropie de surface et des défauts atomiques sur les excitations collectives de spins dans des films ferromagnétiques ultraminces composés de cinq plans parallèles, à maillage cubique et hexagonal. Pour chaque maillage, nous avons examiné la dynamique des spins en présence de trois inhomogénéités différentes (nanocontact joignant deux films semi-infinis, puits atomiques de hauteurs variés et dépôts de chaines atomiques en surface engendrant des marches et des terrasses). Notre investigation est basée sur l’application de la méthode théorique de raccordement et de l’Hamiltonien d’Heisenberg décrivant toutes les interactions entre premiers voisins. Les états localisés de spins, les coefficients de transmission et de réflexion, la conductance totale et les densités d’états (DOS) magnoniques en présence des différents défauts ont été déterminés en fonction des grandeurs physiques caractérisant le milieu. Nos résultats numériques montrent que l’anisotropie et les défauts influent sur l’énergie de dispersion des magnons dans les films, ce qui donne des branches de magnons localisés dont le nombre et la nature dépendent fortement des paramètres des zones nanostructurées. Les interactions entre les états localisés de spins et les états de diffusion font apparaître dans les spectres magnétiques calculés plusieurs oscillations et des résonances de type Fano.