Досліджено динаміку магнітного вихору в 2D легкоплощинному феромагнетику під впливом зовнішнього магнітного поля, що обертається в площині магнетика. Згідно з результатами числового моделювання під впливом змінного магнітного поля спостережено граничний цикл у динаміці вихору, який існує в широкому діапазоні напруженостей і частот поля. Результати моделювання підтверджено аналітичним розрахунком на базі розробленого нового методу колективних змінних. Цей метод враховує внутрішні ступені вільності системи разом з координатами центра вихору.

A magnetic nanoparticle in a vortex state is a promising candidate for the information storage. One bit of information corresponds to the upward or downward magnetization of the vortex core (vortex polarity). Generic properties of the vortex polarity switching are insensitive of the way how the vortex dynamics was excited: by an ac magnetic field, or by an electrical current. We study theoretically the switching process and describe in detail its mechanism, which involves the creation and annihilation of an intermediate vortex-antivortex pair.

Зазначено, що полярність магнітного вихору в наноточці може бути перемкнена під дією змінного магнітного поля, прикладеного перпендикулярно до осі наночастинки. Запропоновано просту модель на базі колективних змінних, яка описує складну динаміку вихрового осердя, включаючи резонансну поведінку, слабконелінійний режим і динаміку перемикань. Передбачено наявність хаотичної динаміки. Всі аналітичні результати підтверджено мікромагнітними моделюваннями.

Vortex core reversal in magnetic particle is essentially influenced by a surface anisotropy. Under the action of a perpendicular static magnetic field the vortex core undergoes a shape deformation of pillow- or barrel-shaped type, depending on the type of the surface anisotropy. This deformation plays a key point in the switching mechanism: we predict that the vortex polarity switching is accompanied by a linear singularity in case of Heisenberg magnet with bulk anisotropy only and by a point singularities in case of surface anisotropy or exchange anisotropy. We study in details the switching process using spin-lattice simulations and propose a simple analytical description using a wired core model, which provides an adequate description of the Bloch point statics, its dynamics and the Bloch point mediated switching process. Our analytical predictions are confirmed by spin-lattice simulations for Heisenberg magnet and micromagnetic simulations for nanomagnet with account of a dipolar interaction.

Spin waves in magnetic nanowires can be bound by a local bending of the wire. The eigenfrequency of a truly local magnon mode is determined by the curvature: a general analytical expression is established for any infinitesimally weak localized curvature of the wire. The interaction of the local mode with spin waves, propagating through the bend, results in scattering features, which is well confirmed by spin-lattice simulations.