Особенности влияния спин-поляризованного тока на статические и динамические свойства антиферромагнитного проводника

Abstract

Развита феноменологическая модель для описания влияния спин-поляризованного тока на свойства антиферромагнитного металла. Показано, что вызванный спин-поляризованным током спиновый крутильный момент зависит от вектора антиферромагнетизма и, следовательно, играет важную роль в магнитной динамике. Анализ полученных в работе динамических уравнений указывает на возможность существования разнообразных эффектов, аналогичных тем, которые наблюдаются в ферромагнетиках, например, потеря устойчивости определенных направлений, прецессия антиферромагнитного момента вокруг «трудного» направления. В отличие от ферромагнетиков, спин-поляризованный ток в антиферомагнитных металлах влияет на спектр спиновых волн, он может вызвать параметрический резонанс и привести к спин-флоп переходу. Полученные результаты используются для интерпретации недавно наблюдавшегося эффекта гигантского магнитосопротивления антиферромагнитной природы.

Розвинуто феноменологічну модель для опису впливу спін-поляризованого струму на властивості антиферомагнітного металу. Показано, що обумовлений спін-поляризованим струмом спіновий обертальний момент залежить від вектора антиферомагнетизму і, внаслідок цього, відіграє суттєву роль в магнітній динаміці. Аналіз отриманих в роботі динамічних рівнянь вказує на можливість існування різноманітних ефектів, аналогічних тим, які спостерігаються в феромагнетиках, наприклад, втрата стабільності певних напрямків, прецесія антиферомагнітного моменту навколо «важкого» напрямку. На відміну від феромагнетиків, спін-поляризований струм в антиферомагнітних металах впливає на спектр спінових хвиль, він здатний збудити параметричний резонанс та призвести до спін-флоп переходу. Отримані результати використані для інтерпретації ефекту гігантського магнітоопору антиферомагн ітної природи, який нещодавно спостерігався експериментально.

A phenomenological model is developed to describe the spin-polarized current-induced effects in antiferromagnetic metals. It is shown that the spin torque produced by the spin-polarized current is proportional to the antiferromagnetic vector and thus plays an important role in the magnetic dynamics. Analysis of the deduced dynamic equations suggests that there may exist various effects analogous to those observed in ferromagnets,namely, the loss of stability of certain directions and the precession of the antiferromagnetic moment around an otherwise unstable direction. In contrast to ferromagnets, the spin-polarized current in antiferromagentic metals influences the spinwave spectra, it may also produce a parametric downconversion and induce a spin–flop transition. The results obtained are used for interpretation of the recently observed effect of giant magnetoresistance of an antiferromagnetic nature.