Numerical Simulation of Discrete Magnetic Breathers in Heisenberg Spin Chains with Additional Interactions

I. G. Bostrem; Бострем И. Г.; E. G. Ekomasov; Екомасов Е. Г.; A. S. Ovchinnikov; Овчинников А. С.; V. E. Sinitsyn; Синицын В. Е.; M. I. Fakhretdinov; Фахретдинов М. И.

doi:10.31857/S0033849423010023

Numerical Simulation of Discrete Magnetic Breathers in Heisenberg Spin Chains with Additional Interactions

Authors: Bostrem I.G.¹, Ekomasov E.G.², Ovchinnikov A.S.¹^,3, Sinitsyn V.E.¹, Fakhretdinov M.I.²
Affiliations:
1. Institute of Natural Sciences and Mathematics, Ural Federal University
2. Bashkortostan State University
3. Institute of Physics of Metals, Ural Branch, Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 68, No 1 (2023)
Pages: 75-82
Section: НАНОЭЛЕКТРОНИКА
URL: https://rjsvd.com/0033-8494/article/view/650624
DOI: https://doi.org/10.31857/S0033849423010023
EDN: https://elibrary.ru/CCPQGS
ID: 650624

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription or Fee Access

Abstract

A 1D model of a finite-length spin chain with the Dzyaloshinskii–Moriya interaction is considered. An algorithm for simulation of the problem is developed, and calculations that demonstrate the existence of discrete magnetic breathers of various types in the phase of forced ferromagnetism of a chiral helimagnet are presented. It is shown that the analysis with allowance for the Dzyaloshinskii–Moriya interaction yields a decrease in the amplitude of discrete magnetic breathers.

Keywords

spin chain, Dzyaloshinskii–Moriya interaction, magnetic breathers, chiral helimagnet

About the authors

I. G. Bostrem

Institute of Natural Sciences and Mathematics, Ural Federal University

Email: Irina.Bostrem@urfu.ru
Yekaterinburg, 620000 Russia;

E. G. Ekomasov

Bashkortostan State University

Email: Irina.Bostrem@urfu.ru
Ufa, Bashkortostan, 450076 Russia

A. S. Ovchinnikov

Institute of Natural Sciences and Mathematics, Ural Federal University; Institute of Physics of Metals, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: Irina.Bostrem@urfu.ru
Yekaterinburg, 620000 Russia; Yekaterinburg, 620108 Russia

V. E. Sinitsyn

Institute of Natural Sciences and Mathematics, Ural Federal University

Email: Irina.Bostrem@urfu.ru
Yekaterinburg, 620000 Russia;

M. I. Fakhretdinov

Bashkortostan State University

Author for correspondence.
Email: Irina.Bostrem@urfu.ru
Ufa, Bashkortostan, 450076 Russia

References

Flach S., Willis C.R. // Phys. Rep. 1998. V. 295. № 5. P. 181.
Дмитриев С.В., Корзникова Е.А., Баимова Ю.А., Веларде М.Г. // Успехи физ. наук. 2016. Т. 186. № 5. С. 471.
Wallis R. F., Mills D.L., Boardman A.D. // Phys. Rev. B. 1995. V. 52. № 6. P. R3828.
Rakhmanova S., Mills D.L. // Phys. Rev. B. 1996. V. 53. № 13. P. 9225.
Lai R., Kiselev S.A., Sievers A.J. // Phys. Rev. B. 1996. V. 54. № 18. P. R12665.
Su W., Xie J., Wu T., Tang B. // Chinese Physics B. 2018. V. 27. № 9. P. 097501.
Djoufack Z.I., Nguenang J.P., Kenfack-Jiotsa A. // Physica B. 2020. V. 598. P. 412437.
Lakshmanana M., Saxena A. // Phys. Lett. A. 2018. V. 382. № 28. P. 1890.
Kamburova R.S., Varbev S.K., Primatarowa M.T. // Phys. Lett. A. 2019. V. 383. № 5. P. 471.
Kavitha L., Parasuraman E., Gopi D. et al. // J. Magnetism and Magnetic Materials. 2016. V. 401. P. 394.
Kishine J., Ovchinnikov A.S. Solid State Physics / Eds. R.E. Camley, R.L. Stamps.N.Y.:Academic Press, 2015. V. 66. P. 1.
Синицын В.Е., Бострем И.Г. Программа численного подбора корректных конфигураций нелинейных спиновых возбуждений типа бризер в одномерной киральной спиновой цепочке конечных размеров с применением технологии параллельных вычислений на видеокарте. Свидетельство о государственной регистрации № 2021680962. Опубл. офиц. бюл. “Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем” № 12 от 16.12.2021.
Sievers A.J., Takeno S. // Phys. Rev. Lett. 1988. V. 61. № 8. P. 970.
Page J.B. // Phys. Rev. B. 1990. V. 41. № 11. P. 7835.
Bostrem I.G., Ekomasov E.G., Kishine J. et al. // Phys. Rev. B. 2021. V. 104. № 21. P. 214420.
Островский Л.А., Потапов А.И. Введение в теорию модулированных волн. М.: Физматлит, 2003.
Weiner A.M., Heritage J.P., Hawkins R.J. et al. // Phys. Rev. Lett. 1988. V. 61. № 21. P. 2445.