Confined dipole and exchange spin waves in a bulk chiral magnet with Dzyaloshinskii-Moriya interaction

The Dzyaloshinskii-Moriya interaction (DMI) has an impact on excited spin waves in the chiral magnet Cu2OSeO3 by means of introducing asymmetry in their dispersion relations. The confined eigenmodes of a chiral magnet are hence no longer the conventional standing spin waves. Here we report a combined experimental and micromagnetic modeling study by broadband microwave spectroscopy, and we observe confined spin waves up to eleventh order in bulk Cu2OSeO3 in the field-polarized state. In micromagnetic simulations we find similarly rich spectra. They indicate the simultaneous excitation of both dipole- and exchange-dominated spin waves with wavelengths down to (47.2±0.05) nm attributed to the exchange interaction modulation. Our results suggest the DMI to be effective in creating exchange spin waves in a bulk sample without the challenging nanofabrication and thereby in exploring their scattering with noncollinear spin textures.

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Dirk Grundler, Andrea Mucchietto, Helmuth Berger, Ping Che, Jianing Li
2021
Article

Résumé

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/record/287691?ln=fr

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Concepts associés (2)

Onde de spin

In condensed matter physics, a spin wave is a propagating disturbance in the ordering of a magnetic material. These low-lying collective excitations occur in magnetic lattices with continuous symmetry. From the equivalent quasiparticle point of view, spin waves are known as magnons, which are bosonic modes of the spin lattice that correspond roughly to the phonon excitations of the nuclear lattice. As temperature is increased, the thermal excitation of spin waves reduces a ferromagnet's spontaneous magnetization.

Méthode expérimentale

Les méthodes expérimentales scientifiques consistent à tester la validité d'une hypothèse, en reproduisant un phénomène (souvent en laboratoire) et en faisant varier un paramètre. Le paramètre que l'on fait varier est impliqué dans l'hypothèse. Le résultat de l'expérience valide ou non l'hypothèse. La démarche expérimentale est appliquée dans les recherches dans des sciences telles que, par exemple, la biologie, la physique, la chimie, l'informatique, la psychologie, ou encore l'archéologie.