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Autor: Riegert, Anja
Titel:Der Einfluss der Dipolarwechselwirkung auf die Nichtgleichgewichtsstrukturbildung in getriebenen ferromagnetischen Filmen
Dissertation:TU Darmstadt, Fachbereich Physik, 2001

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Abstract auf Deutsch:


In dieser Arbeit wird die Strukturbildung in dissipativen, parametrisch getriebenen ferromagnetischen Filmen untersucht, wobei insbesondere die Dipolarwechselwirkung berücksichtigt wird. Die Dynamik der makroskopischen lokalen Magnetisierungsdichte wird durch die Landau-Lifshitz-Gleichung beschrieben. In magnetostatischer Näherung kann das Dipolarfeld als der Gradient eines Potentials dargestellt werden. Eine homogene, stationäre Lösung des Systems, bei der die Magnetisierung in Richtung der Filmdicke weist, kann durch treibende Felder destabilisiert werden. Für kleine treibende Felder und kleine Dämpfung wird die Instabilität mittels Floquetscher Störungstheorie bestimmt. Dabei hat der kritische Wellenvektor durch das Zusammenwirken von Anisotropie und Dipolarwechselwirkung eine ausgezeichnete Richtung. In räumlich ausgedehnten Systemen gibt es leicht oberhalb der Schwelle nicht nur eine instabile Wellenzahl, sondern es existiert ein ganzes Band kritischer Moden. Die schnellen Variationen sind also von einer Amplitude überlagert, die langsam räumlich und zeitlich variiert. Die Elimination der schnellen Variablen erfolgt in einer Störungsentwicklung durch eine Separation der Skalen. Durch die Vermeidung von Säkulartermen ergeben sich Amplitudengleichungen zur Beschreibung der raum-zeitlichen Dynamik oberhalb der Schwelle. Diese werden allgemein für Systeme abgeleitet, bei denen zur vollständigen Beschreibung des Systems neben den dynamischen Gleichungen zusätzlich eine verallgemeinerte Potentialgleichung benötigt wird. Die langreichweitige Dipolarwechselwirkung sorgt dabei für einen neuartigen, nichtlokalen Beitrag.


Abstract auf Englisch:

Pattern formation in dissipative, parametrically driven ferromagnetic films is analyzed particularly taking into account the long range dipolar interaction. The dynamics of the macroscopic local magnetization density is given by the Landau-Lifshitz equation. In magnetostatic approximation the dipolar field is the gradient of a potential. A homogeneous, stationary solution with the magnetization pointig along the film thickness can be destabilized by driving fields. For small driving field and small damping the instability threshold is derived by Floquet perturbation theory. The direction of the critical wavevector is fixed by the combination of anisotropy and dipolar interaction. Slightly above threshold, in spatially extended systems a whole band of critical modes emerges. In a perturbation analysis the fast variables are eliminated by a separation of scales. Avoiding secular terms one gets amplitude equations which describe the spation-temporal dynamics above threshold. They are derived in general terms for systems which require a generalized potential equation in addition to the dynamical equations. The long range dipolar interaction leads to a new, nonlocal contribution.

Dokument aufgenommen :2002-03-01
URL:http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000195