Investigación

Soliton instabilities in the easy plane ferromagnet Heisenberg chain with out-of-plane spin deviation

J. Pozo and A. León

Instituto de Ciencias Básicas, Facultad de Ingeniería, Universidad Diego Portales, Casilla 298-V, Santiago, Chile,
e-mail: julio.pozo@udp.cl ; alejandro.leon@prof.udp.cl

Recibido el 23 de febrero de 2006
Aceptado el 22 de noviembre de 2006

Abstract

In this paper we investigate the presence of out-of-plane spin deviation (ξ) in the easy-plane ferromagnetic Heisenberg chain by using the coupled-boson operators together with the Schwinger transformation for the spin operator; this method allows us to conclude that the critical behaviour of the instability is due to the velocity of the nonlinear excitations (solitons) only for an appropriate range of the magnetic field. In this case, when the velocity becomes lower, the stable soliton corresponding to (ξ) is distorted by magnons and loses stability. If we increase the velocity of (ξ), it then decays into high frequency-oscillations. Nevertheless, we find an opposite competence effect produced by the velocity and the magnetic field on (ξ)

Keywords: Ferromagnetic Heisenberg chain; solitons; easy plane; out-of-plane spin deviation.

Resumen

En este trabajo se investiga la presencia de las desviaciones del espín fuera del plano (ξ), en el plano de fácil magnetización de una cadena ferromagnetica de Heisenberg, utlizando operadores bosónicos acoplados en conjunto con las transformaciones de Schwinger para los operadores de espín, este método permite concluir que el comportamiento crítico de las inestabilidades, se debe a la velocidad de las excitaciones no lineales (solitones). En este caso, cuando la velocidad llega a ser baja, el soliton estable correspondiente a (ξ) es distorsionado por magnones y pierde estabilidad. Si se incrementa la velocidad de (ξ)entonces este decae en oscilaciones de alta frecuencia. No obstante lo anterior, se encuentra un efecto de competencia opuesto entre los efectos producidos por la velocidad y el campo magnetico sobre (ξ)

Descriptores: Cadena ferromagnetica de Heisenberg; solitones; plano de fácil magnetización; desviaciones del espín fuera del plano.

PACS: 47.35.Fg; 94.05.Fg; 96.15.Pf

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References

1. J.P. Boucher et al., Solid State Comm. 33 (1980) 171.        [ Links ]

2. H. Seit and H. Berner, Z Phys. B 66 (1987) 485.        [ Links ]

3. H.J. Mikeska, J. Phys. C 11 (1978) L29.        [ Links ]

4. E. Magyari and H. Thomas, Phys. Rev. B 25 (1982) 531.        [ Links ]

5. P. Kumar, Physica D 5 (1982) 359.        [ Links ]

6. H.J. Mikeska and Osano, Z Phys. B 52 (1983) 111.        [ Links ]

7. B.A. Ivanov and H.J. Mikeska, Phys. Rev. B 70 (2004) 174409.        [ Links ]

8. J.M. Weisselinowa and V.P. Ivanova, Phys. Rev B 54 (1996) 9846.        [ Links ]

9. K.K. Muminov and V.K. Fedynanin, Physica Scripta 62 (2000) 23.        [ Links ]

10. F.E. Galaly et al., PRL 96 (2006) 147202.        [ Links ]

11. G.N. Kakazei et al., J. of Appl. Phys 93 (2003).        [ Links ]

12. J.A.C. Bland et al., J. Phys. D: Appl. Phys 35 (2002).        [ Links ]

13. J.M. Wesselinowa and V.P. Ivanova, Phys. Rev. B Cond. Matt. 54 (1996) 14.        [ Links ]

14. S.L. Menezes, A.S. Pires, and M.E. Gouvea, Phys. Rev. B Cond. Matt. 45 (1992) 18.        [ Links ]

15. F.C. Alcaraz, A. Saguia, and M.S. Sarandy, Phys. Rev. A 70 (2004) 032333.        [ Links ]

16. G.N. Kakasei et al., J. of Appl. Phys. 93 (2003).        [ Links ]

17. A.T. Boothroyd et al., Phys. Rev. Lett. 92 (2004) 19.        [ Links ]

18. F. El Galaby et al., Phys. Rev. Lett. 96 (2006).        [ Links ]

19. R. Ferrer and J. Pozo, Physica B 153 (1988) 225.        [ Links ]

20. R. Ferrer and J. Pozo, J. Phys.: Cond. Matter 3 (1991) 3527.        [ Links ]

21. E. Magyari and H. Thomas, Phys. Review B 29 (1984) 6358.        [ Links ]

22. J. Pozo and R. Ferrer, New Trends in Magnetism, Magnetic Materials, and Their. Applications (Plenum Press, New York and London (1994) p. 69.        [ Links ]

23. R.H.G. Helleman, Universality in Chaos, P. Cvitanovic (ed). Adam Hilger (Bristol 1984).        [ Links ]

24. E. Infeld and G. Rowlands, Nonlinear Waves, Solitons and Chaos (Cambridge University Press 2000).        [ Links ]

25. S.H. Strogatz, Nonlinear Dynamics and Chaos (Addison Wesley 1994).        [ Links ]

26. R.H. Enns and G.C. McGuire, Nonlinear Physics, Birkhauser (Boston, Basel, Berlin 2001).        [ Links ]