Journal of the Korean Magnetics Society (한국자기학회지)

The Korean Magnetics Society (한국자기학회)
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Micromagnetic Analysis of Thermal Magnetization Fluctuations in Ferromagnetic Nanowires

미세자기 동역학을 이용한 강자성 나노선의 자기 잡음 연구

  • 윤정범 (인하대학교 물리학과) ;
  • 유천열 (인하대학교 물리학과) ;
  • 조영훈 (한국기초과학지원연구원 물성과학연구부) ;
  • 박승영 (한국기초과학지원연구원 물성과학연구부) ;
  • 정명화 (서강대학교 물리학과)
  • Published : 2010.02.28
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Abstract

We investigate the spin dynamics of the magnetic domain wall using the magnetic noise in the magnetic nanowire structure by employing micromagnetic simulations. Magnetic noise due to the thermal fluctuations in ferromagnetic materials is related to magnetic susceptibility and resonance frequency, which are important physical quantities in the study of the spin dynamics. In this study, we present the magnetic noise of the single domain without magnetic domain wall, and with the magnetic domain wall between two magnetic domains in ferromagnetic nanowires. It is confirmed that the Kittel equation with simple ellipsoid model with demagnetizing factor well describe the resonance frequency due to magnetic noise of the single domain. Besides, we find that there is a distinguishable additional resonance frequency, when a magnetic domain wall exists. It is verified that the additional resonance frequency is originated from the magnetic domain wall, and it is lower than one of the single domain. It implies that the spins inside the domain wall have a different effective field.

강자성 나노선에 형성된 자벽의 자기적 특성을 연구하기 위해 미세 자기 동역학을 이용하여 열적 자기 잡음에 대한 연구를 수행하였다. 열적 요동에 의한 자기 잡음 연구는 자성체의 중요한 물리량인 자화율이나 자기 공명 주파수와 같은 물리적 특성에 대한 정보를 제공해 주며, 이는 스핀 동역학의 연구에 있어서 중요한 역할을 한다. 본 연구는 강자성 나노선에서의 자기 구조가 단일 자구를 형성하고 있는 경우와 두 개의 자구 사이에 자벽이 있는 경우에 대해서 열적 자기 잡음을 분석하였다. 그 중 단일 자구일 경우에 열적 요동에 의한 공명 주파수는 완전한 타원체 모형에서 탈자기화 상수를 고려한 Kittel 방정식으로 매우 잘 설명됨을 확인하였고, 자벽이 존재하는 경우에는 단일 자구에 의한 공명 주파수 이외에 추가된 공명주파수를 확인 할 수 있었다. 국소적인 분석을 통해 앞에서 언급한 추가 공명 주파수는 자벽에서 발생하며 단일 자구에 의한 공명 주파수에 비해서 낮은 주파수를 가짐을 확인하였다.

Keywords

References

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