Квантовополевая модель ферромагнитных свойств графеновых пленок

В настоящей работе предложена нелинейная полевая модель для описания распределения спиновой плотности валентных электронов в графеновой пленке, позволяющая, в частности, описать экспериментально наблюдаемые ферромагнитные свойства таких пленок. В рамках модели были предложены некоторые точные и приближенные решения для функции распределения спиновой плотности и намагниченности по поверхности графена. Эти решения верифицированы на основе имеющихся экспериментальных данных по измерению магнитных свойств графеновых пленок. Показано, что эти решения (кинки, бризеры) позволяют формировать на поверхности графеновой пленки некоторые пространственно локализованные конфигурации плотности намагниченности. Получены количественные оценки для энергии и пространственных размеров таких конфигурация. Характерный размер их составил десятки нанометров. Показано также, что такие конфигурации могут обладать группами дискретных спектров. В дальнейшем предлагается рассмотреть задачи взаимодействия бризеров и кинков как между собой, так и с другими физическими полям (электромагнитными, акустическими), в частности, используя метод матрицы рассеяния. В дальнейшем считаем также интересным рассмотреть динамику спинонов на графеновых (фуллереновых, нанотрубчатых) неплоских поверхностях различной топологии. Полученные результаты будут использованы для планирования и реализации соответствующих физических экспериментов с целью формирования перспективной элементной базы спинтроники.

Quantum field approach to the ferromagnetic properties of the graphene fielms

In the present work the nonlinear field model for the description of spin density distribution of the valent electrons in graphene films is offered. It allows, in particular, to describe experimentally observable ferromagnetic properties of such films. Within the limits of the model some exact and approximate solutions for function of distribution of spin density and magnetization on a surface of the graphene film have been offered. These solutions are verified on the basis of available experimental data of measurements of magnetic properties of the graphene films. It is shown that these solutions (kinks, breathers) allow forming on a surface of the graphene films some spatially localized configurations of magnetization density. Quantitative estimations for the energy and the spatial sizes of such configuration are obtained. Their characteristic size is about fifteen nanometers. It is shown also that such configurations can form groups of discrete spectra. It is offered to consider in the future problems of interaction of kinks and breathers as among themselves, and with other physical fields (electromagnetic, acoustic), in particular, using method of the scattering matrix. It is planned to consider dynamics of spinons on graphene (fulleren) on planar surfaces of various topology. The obtained results will be used for planning and realization of corresponding physical experiments for the purpose of formation of perspective element base of nanoelectronics and spintronics.