Modos normales de la magnetización en multicapas ferromagnéticas

Abstract

Se presenta un estudio sobre ondas de espín en arreglos de multicapas ferromagnéticas mediante un método nuevo. A diferencia de otras soluciones de este problema, este método puede aplicarse a configuraciones más generales, con campo magnético aplicado en forma oblicua al arreglo, en cualquier dirección de propagación y bajo diferentes condiciones de borde. El método está basado en los teoremas de Green-Extinción, y permite encontrar las frecuencias del sistema y la distribución espacial de los modos con facilidad. Existe acople entre películas producto de interacciones dipolares, y en algunos casos, por interacción de intercambio entre espines de películas contiguas, y además se considera pinning de espíns debido a anistropía magnetica uniaxial en la superficie de las películas. Dado que se asume invarianza translacional en el plano del sistema, el método permite obtener las frecuencias propias como la solución a un sistema lineal homogéneo de tamaño $6N\times 6N$, si el sistema está compuesto por $N$ películas. Se obtuvieron resultados numéricos para diferentes arreglos de películas, tanto en régimen magnetostático, como en dipolo-intercambio, los cuales fueron comparados con los encontrados en la bibliografía, se presentaron resultados teóricos nuevos, correspondientes al caso con campo magnético aplicado en forma oblicua, y también se comparó con algunos resultados experimentales. Se mostró que cuando el sistema es simétrico respecto de un plano central, las frecuencias son recíprocas bajo la inversión de la dirección de propagación, mientras que la forma de los modos es no recíproca, algo que anteriormente se le atribuía solo a los modos de Damon-Eshbach. El resolver sistemas de ondas de espín en arreglos de películas magnetizadas en forma oblicua, podría permitir verificar experimentalmente los mecanismos que actuan en las superficies, e interfaces de las películas del sistema