Развита теория обменного сужения линий ферромагнитного (ФМР) и спин-волнового (СВР) резонансов в ферромагнетике со случайно-неоднородной магнитной анизотропией. Расчет проведен методом усредненных функций Грина в рамках приближения когерентного потенциала.
Рассмотрены одномерные (1D) и трехмерные (3D) неоднородности с произвольным корреляционным волновым числом ( - радиус корреляции неоднородностей для аморфных сплавов; для поликристаллов соответствует среднему размеру зерна). Эффект обменного сужения линий ФМР и СВР рассчитан во всей области изменения корреляционного волнового числа . На Рис. 2 показана зависимость ширины линии ФМР как от (Рис. 2а), так и от обратной величины (Рис. 2b).
Таким образом, рисунки 2a и 2b в сумме иллюстрируют изменение при изменении в интервале (0, ?). Здесь при неоднородности величины анизотропии и при неоднородности ориентации оси анизотропии, и - величина анизотропии и её среднеквадратичная флуктуация, соответственно, - параметр обмена. При рассчитанная ширина линии максимальна и совпадает с хорошо известным результатом Шлёмана [E. Schlomann, J. Phys. Chem. Solids 6, 257 (1958)], полученным для невзаимодействующих зёрен непосредственным усреднением по ориентациям осей анизотропии. С ростом увеличивается эффект обменного сужения резонансной линии, который для 3D неоднородностей проявляется более резко, чем для 1D.
В противоположном пределе сильно взаимодействующих зёрен (больших ) рассчитанная ширина линии соответствует закономерностям, полученным для этого предела из скейлинговых соображений [M. Rubinstein et al, JMMM 234, 306 (2001)]: для 1D и для 3D неоднородностей. Эти закономерности показаны на рис. 2b штриховыми кривыми.

Рис.2. Ширина линии ФМР как функция нормированного корреляционного волнового числа (a) и обратной величины (b) для 1D (крестики) и 3D (кружки) неод-нородностей. Штриховые кривые на рис. 2b показывают соответствие полученных резуль-татов скейлинговым оценкам для.

Рассчитанные эффекты обменного сужения линии ФМР и спин-волновых резонансов связывают между собой основные структурные характеристики неоднородностей (kc, ?) с основной эксплутационной характеристикой материала – шириной линии магнитного резо-нанса. Сильное сужение ширин линий ФМР и спин-волновых резонансов с ростом kc явля-ется теоретическим обоснованием основного преимущества нанокристаллических и аморф-ных материалов над поликристаллами с той же величиной локальной магнитной анизотро-пии при использовании их на высоких частотах.

1. V. A. Ignatchenko and V. A. Felk. Exchange narrowing of magnetic resonance linewidths in inhomogeneous ferromagnets. Phys. Rev. B, 2005, 71, 094417-1 – 094417-12.
2. V. A. Ignatchenko, V. A. Felk. Exchange narrowing of the FMR linewidth in ferromagnetic nanocrystals. The Physics of Metals and Metallography, Vol. 100, Suppl. 1, 2005, pp. S22 - S24.

Лаборатория теоретической физики