Фізичні процеси в елементах спінтроніки: теплові ефекти в системах феромагнітних наночастинок

Abstract

Внаслідок наномасштабних розмірів структурних елементів теплові флуктуації відіграють суттєву, а іноді й вирішальну роль у формуванні фізичних властивостей наносистем. Один з найбільш простих і дієвих методів урахування теплових ефектів базується на введенні гаусівських білих шумів в динамічні рівняння, що описують такі системи. Метою даної кваліфікаційної роботи є вивчення методу рівнянь Ланжевена і Фоккера-Планка для врахування впливу теплових флуктуацій на поступальний та обертальний рухи однодоменних феромагнітних наночастинок у в’язкій рідині. Суть методу полягає у використанні фізично обґрунтованих детерміністичних рівнянь руху наночастинок, включенні до зовнішніх сил та моментів незалежних гаусівських білих шумів, що моделюють вплив внутрішніх теплових флуктуацій, та визначенні інтенсивності цих шумів шляхом аналізу стаціонарного розв’язку відповідного рівняння Фоккера-Планка. В даній роботі цей підхід використано для отримання базових рівнянь для опису впливу теплових флуктуацій на поступальний та обертальний рухи феромагнітних наночастинок у в’язкій рідині за умов, що 1) концентрація частинок мала, 2) вимушені потоки рідини ламінарні, 3) інерційні ефекти відсутні, а 4) вектори намагніченості наночастинок ‘вморожені’ в них.