К теории пространственно неоднородной бозе-эйнштейновской конденсации магнонов в железо-иттриевом гранате

Abstract

Предпринята попытка аналитически рассмотреть бозе-эйнштейновскую конденсацию (БЭК) рожденных мощной накачкой магнонов в тонких ферримагнитных пленках железо-иттриевого граната как системах конечного размера. При этом учтено такое свойственное этому магнитному материалу обстоятельство, как наличие минимума в спектре спиновых волн при конечном значении их волнового вектора. Введено понятие о высокотемпературной БЭК и обсуждены ее характерные особенности. Проанализирована роль граничных условий для спиновых переменных и показано, что в случае свободных спинов на границе в системе может формироваться магнонная решетка. Обсуждены факторы, способствующие ее появлению.

Зроблено спробу аналітично розглянути бозе-ейнштейнівську конденсацію (БЕК) народжених потужним накачуванням магнонів в тонких феррімагнітних плівках залізо-ітрієвого граната як системах скінченого розміру. При цьому враховано таку властиву цьому магнітному матеріалу обставину, як наявність мінімуму в спектрі спінових хвиль при відмінному від нуля значенні їх хвильового вектора. Введено по- няття про високотемпературну БЕК та обговорено її характерні особливості. Проаналізовано роль граничних умов для спінових змінних і показано, що у випадку вільних спінів на межі в системі може формуватися магнонна гратка. Обговорено фактори, що сприяють її появі.

An attempt is made to consider the Bose–Einstein condensation (BEC) of strong pumping-induced magnons in thin ferrimagnetic films of the yttrium-iron garnet. In this case a peculiar feature typical of this magnetic material such as a minimum in the spectrum of spin waves at a finite value of their wave vector is taken info account. The notion of high temperature BEC is introduced and its peculiarities are discussed. The role of boundary conditions for spin variables is analyzed and it is suggested that for free spins at the boundaries a magnon lattice is formed in the system. The factors that are responsible for the lattice formation are considered.