Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2026, № 7 · ELECTRODYNAMICS

Some special feature of chaotic magnetization precession in anisotropy medium

V.S. Vlasov1, A.V. Golov1, L.N. Kotov1, V.I. Shcheglov2

1 Syktyvkar State University named after P. Sorokin, Syktyvkar, Russia
2 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2026.7.4 UDC 537.874 EDN JRYCLS

Abstract

Some special feature of chaotic magnetization precession in anisotropy medium type of [001] by large precession angles are investigated. It is found the motion equation which are solved by Rounge-Cutta method. It is found the magnetization vibrations in time development and corresponding precession portrait. For interpretation of received results the model of dynamic potential is proposed. From criterion of magnetization and external field it is found three levels of cubic anisotropy degree: weak, middle and strong. For all three anisotropy levels the potential surfaces in transverse magnetization components in plate flatness are constructed. It is shown that the most opportunity case for chaos achieving is the middle anisotropy case. The conditions of chaos achieving are investigated. It is proposed the algorithm which allow the excitation level and frequency of alternative field determined to chaos achieving. It is proposed some recommendations for further investigations.

  • precession of magnetization
  • cubic anisotropy
  • nonlinear vibrations
Аннотация (на русском)

Некоторые особенности хаотической прецессии намагниченности в анизотропной среде

Рассмотрены некоторые особенности хаотической прецессии намагниченности в анизотропной среде типа [001] при больших углах прецессии. Получены уравнения движения намагниченности, решенные методом Рунге-Кутта. Получено развитие колебаний намагниченности во времени и соответствующий прецессионный портрет. Для интерпретации получаемых результатов введена модель динамического потенциала. По критерию взаимодействии намагниченности с внешним полем выделены три уровня степени кубической анизотропии: слабая, средняя и сильная. Для всех трех уровней анизотропии поострены потенциальные поверхности в координатах поперечных компонент намагниченности в плоскости пластины. Показано, что наиболее удобным для получения хаоса является средний уровень анизотропии. Рассмотрены условия проявления хаоса. Предложен алгоритм, позволяющий определить уровень возбуждения и частоту переменного поля, необходимые для получения хаоса. Приведены некоторые рекомендации для дальнейшего развития работы.

For citation

Vlasov V.S., Golov A.V., Kotov L.N., Shcheglov V.I. Some special feature of chaotic magnetization precession in anisotropy medium // Journal of Radio Electronics. – 2026. – No. 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.7.4

References

  1. Гуревич А.Г. Ферриты на сверхвысоких частотах. М.: Гос. Изд. физ.-мат.лит. 1960.
  2. Гуревич А.Г. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках. М.: Наука. 1973.
  3. Гуревич А.Г., Мелков Г.А. Магнитные колебания и волны. М.: Физматлит. 1994.
  4. Сул Г. Теория ферромагнитного резонанса при больших уровнях высокочастотной мощности. / В сб. статей: Ферриты в нелинейных сверхвысокочастотных устройствах. Пер. с англ. под ред. А.Г. Гуревича. / М.: ИЛ. 1961. С.163-205.
  5. Моносов Я.А. Нелинейный ферромагнитный резонанс. М.: Наука. 1971.
  6. Захаров В.Е., Львов В.С., Старобинец С.С. Турбулентность спиновых волн за порогом их параметрического возбуждения. // УФН. 1974. Т.114. №4. С.609-(632).
  7. Львов В.С. Нелинейные спиновые волны. М.: Наука. 1987.
  8. Temiryasev A.G., Tikhomirova M.P., Zilberman P.E. Exchange spin waves in nonuniform yttrium iron garnet films. // JAP. 1994. V.76. №9. P.5586-5591.
  9. Gulyaev Yu.V., Temiryasev A.G., Tikhomirova M.P., Zilberman P.E. Magnetoelastic interaction in yttrium iron garnet films inhomogeneities through the film thickness. // JAP. 1994. V.75. №10. P.5619-5624.
  10. Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е., Темирязев А.Г., Тихомирова М.П. Основная мода нелинейного спин-волнового резонанса в нормально намагниченных ферритовых пленках. // ФТТ. 2000. Т.42. №6. С.1062-1067.
  11. Alvarez L.F., Pla O., Chubykalo O. Quasiperiodicity, bistability, and chaos in the Landau-Lifshitz equation. // Phys.Rev.B, 2000, v.61, №17, p.11613-11617.
  12. Gerrits Th., Schneider M.L., Kos A.B., Silva T.J. Large-angle magnetization dynamics measured by time-resolved ferromagnetic resonance. // Phys.Rev.B, 2006, v.73, №9, p.094454(7).
  13. Шутый А.М., Семенцов Д.И. Нелинейные эффекты прецессионного движения намагниченности в области ферромагнитного резонанса. // ФТТ, 2000, т.42, № 7, с.1268-1271.
  14. Шутый А.М., Семенцов Д.И. Динамика намагниченности в условиях нелинейного ферромагнитного резонанса в пленке типа (111). // ФТТ. 2001. Т.43. №8. С.1439-1442.
  15. Шутый А.М., Семенцов Д.И. Динамика нелинейного прецессионного движения намагниченности в феррит-гранатовой пленке типа (100). // ФТТ, 2002, т.44, № 4, с.734-738.
  16. Шутый А.М., Семенцов Д.И. Нелинейные динамические режимы намагниченности в феррит-гранатовых пленках типа (100). // ЖЭТФ. 2007. Т.131. №5. С.868-877.
  17. Семенцов Д.И., Шутый А.М. Нелинейная регулярная и стохастическая динамика намагниченности в тонкопленочных структурах. // УФН. 2007. Т.177. №8. С.831-857.
  18. Шутый А.М., Семенцов Д.И. Хаотическая динамика намагниченности в монокристаллических тонкопленочных структурах. // Кристаллография. 2009. Т.54. №1. С.103-111.
  19. Шутый А.М., Семенцов Д.И. Динамика намагниченности одноосной наночастицы в области неколлинеарного ферромагнитного резонанса. // ФТТ. 2022. Т.64. №.12. С.1933-1940. https://doi.org/10.21883/FTT.2022.12.53645.448
  20. Василевская Т.М., Семенцов Д.И., Шутый А.М. Ферромагнитный резонанс в монодоменной частице с одноосной анизотропией при продольной накачке. // ФТТ. 2022. Т.64. №2. С.200-205. https://doi.org/10.21883/FTT.2022.02.51948.214
  21. Шутый А.М., Василевская Т.М., Семенцов Д.И., Елисеева С.В. Прецессионная динамика намагниченности одноосной наночастицы в области ферромагнитного резонанса. // ФТТ. 2023. Т.65. №5. С.1047-1053. https://doi.org/10.21883/FTT.2023.06.55664.56
  22. Власов В.С., Голов А.В., Котов Л.Н., Щеглов В.И. Применение модели динамического потенциала для интерпретации нелинейной прецессии намагниченности в анизотропной среде // Журнал радиоэлектроники. - 2026. - № 6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.6.3
  23. Шавров В.Г., Щеглов В.И. Ферромагнитный резонанс в условиях ориентационного перехода. М.: Физматлит. 2018.
  24. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Нелинейное возбуждение гиперзвука в ферритовой пластине при ферромагнитном резонансе. // РЭ. 2009. Т.54. №7. С.863-874.