| dc.description.abstract | Et blomstrende forskningsfelt i nyere tid omfatter Bose-Einstein kondensasjon (BEC) av magnoner i antiferromagneter. En lovende metode for å manipulere eksitasjon av magnoner er parametrisk parallell pumping (PPP). Ved å påføre et tilstrekkelig sterkt oscillerende magnetisk felt parallelt den statiske magnetiseringen, tillater man modus- og frekvens-selektiv oppfostring av spinnbølger. I denne avhandlingen studerer vi hvordan PPP påvirker det kjemiske potensialet i et koblet system av antiferromagnetiske kondensat- og termiske magnoner modellert av en generalisert 'Gross-Pitaevskii'-ligning og Boltzmann-ligningen.
Vi undersøker det teoretiske rammeverket for en hard-akset kollinær antiferomagnet, hvor Zeeman-koblingen fra den parametriske pumpingen behandles som en perturbasjon. Vi diagonaliser en Hamiltonian med vesklings-interaksjon, megnetokrystallinske anisotropier både i og ut av baseplanet, og en tidsuavhengig Zeeman-kobling. Dispersjonsrelasjonen plottes, undersøkes i sentrum av Brillouin-sonen, og sammenlignes med kjente frekvenser av den hard-aksede antiferromagneten nikkeloksid. Den fysiske naturen av effekten av PPP diskuteres, og ved å bruke Heisenberg-ligningen utledes en bevegelsesligning som beskriver veksten av termiske magnoner forårsaket av PPP. I modellen for to fluidum beskriver vi kondensat-magnoner ved 'Gross-Pitaevskii'-ligningen (GP) for den makroskopiske Bose-bølgefunksjonen som tar høyde for kollisjoner med termiske magnoner og antar Gilbert-demping som den eneste relaksasjonsmekanismen. Vi skriver den generaliserte GP-en på en hydrodynamisk form som tilsvarer bevgelsesligningene for tettheten av kondensat-magnoner og kondensat-hastigheten. For å beskrive den termiske skyen utleder vi en kvantemekanisk kinetisk ligning for de termiske magnonene, m.a.o. Boltzmann-ligningen for en enkelt-partikkel Bose distribusjonsfunksjon ved lokalt ekvilibrium. Bidragene i Boltzmann-ligningen beskriver koblingen med fononbadet, PPP-en og bidraget fra kollisjonene mellom magnonene. Ved å anta null kondensat-hastighet og høy temperatur i et konstant og homogent system utvikler vi en bevegelsesliging for tettheten av termiske magnoner.
I 'steady state'-grensen kombinerer vi bevegelsesligningene for å uttrykke amplituden til pumpefeltet og det kjemiske potensialet som funksjoner av tettheten av kondensat-magnoner. Med formål om å ikke referere til et spesifikt material, brukes et sett med generelle størrelser basert på tidligere eksperimentelle målinger for å illustrere hvordan det kjemiske potensialet utarter seg. Siden standard-størrelsene resulterte i en nullverdig tetthet for termisk magnoner og pumping av magnoner kun i sentrum av Brillouin-sonen, holdes en diskusjon rundt hvorvidt de valgte størrelsene av parameterene er analytisk konsekvente. Til slutt evaluerer vi utledningen av tettheten for termiske magnoner med formål om å gi mer innsikt i fremtidige studier av det kjemiske potensialet. | |
