Публикации

В представленной работе авроральное километровое радиоизлучение (АКР) используется как средство дистанционной диагностики процессов в магнитосфере Земли. Используя спутниковые данные и спектр флуктуаций АКР на различных частотах, мы изучаем фрактальные свойства авроральной области магнитосферы в зависимости от высоты источника и частоты генерации излучения. По скейлингу определены фрактальные характеристики (показатель Херста и фрактальная размерность) среды в области генерации АКР и их динамика изменения в зависимости от высоты и частоты. Показано, что с увеличением высоты (или, что то же самое, с уменьшением частоты сигнала) увеличивается значение скейлинга и показателя Херста, в то время как фрактальная размерность уменьшается с высотой. Полученные значения скейлинга и фрактальных параметров указывают на то, что рассматриваемые процессы обнаруживают дальние взаимодействия.

Рассмотрена возможность распространения локализованных волновых структур таких, как пылевые звуковые солитоны в плазме запыленной магнитосферы Сатурна, которая содержит электроны двух сортов (горячие и холодные), подчиняющиеся каппа-распределению, ионы магнитосферы, а также заряженные пылевые частицы. Определены области возможных скоростей и амплитуд солитонов. Найдены солитонные решения для различных размеров и концентраций пылевых частиц в запыленной магнитосфере Сатурна.

We report on a theoretical study of the spin current excited dynamics of domain walls (DWs) in ferrimagnets in the vicinity of the angular momentum compensation point. For a two-sublattice ferrimagnet effective Lagrangian and nonlinear dynamic equations are derived taking into account both the spin torques and the external magnetic field. The dynamics of the DW is calculated before and after the Walker breakdown for any direction of the spin current polarization. It is shown that for the in-plane polarization of the spin current, the DW mobility reaches a maximum near the temperature of the angular momentum compensation. On the contrary, for the out-of-plane spin polarization, the spin current with densities below the Walker breakdown does not excite DW dynamics. After overcoming the Walker breakdown, the domain wall velocity increases linearly with increasing current density. In this configuration of spin current polarization, the possibility of a gigahertz oscillation dynamics of the quasiantiferromagnetic vector under the action of a dampinglike torque at the angular momentum compensation point is demonstrated. Possible structures for experimental demonstration of the considered effects are discussed.

We report the magnetostatically induced formation of an easy-cone magnetic state in free layers of magnetic tunneling junction (MTJ) with only first-order perpendicular magnetic anisotropy. By means of micromagnetic modeling, we study easy-cone angle dependence on the first-order anisotropy and its impact on the microwave sensitivity of the unbiased spin-torque diode. Considered magnetization tilt can be effectively engineered by choosing the ratio of the shape and first-order surface anisotropy, defined by the free layer’s thickness, in-plane MTJ shape, and interlayer magnetostatic interactions. Through micromagnetic modeling over a broad range of input powers and free-layer thicknesses, we demonstrate a significant role of nonlinearity and inhomogeneous magnetization dynamics in achieving high sensitivity levels. Our modeling for typical state-of-the-art parameters of MTJ shows a possibility to reach a record-breaking unbiased sensitivity of 1100 mV/mW and 4650 mV/mW after impedance matching, which is far beyond the parameters of commercial Schottky diodes. These results will be very helpful for the development of efficient spintronic ambient energy harvesters.