Spin wave propagation over long distances in confined ferromagnetic strip lines exhibiting magnetoelasticity opens up promising perspectives for device applications. Domain walls as natural spin wave channels increase the spin wave propagation distance. We calculate the magnetic and elastic modes through micromagnetic simulations and the dispersion relation of strip lines containing a Néel wall. We show that at the crossing points in the dispersion relation, two behaviors are observed: an anticrossing gap when a strong coupling is present or a gapless point when the magnetoelastic feedback cycle is not fulfilled. For the Néel wall-confined magnetic mode, the magnetic and elastic waves oscillate independently forming a gapless crossing point. For the domain modes, both behaviors are found. We discuss the gap existence based on the symmetry of the eigenmodes.
REFERENCES
1.
A. A.
Serga
, A. V.
Chumak
, and B.
Hillebrands
, J. Phys. D: Appl. Phys.
43
, 264002
(2010
). 2.
A. V.
Chumak
, V. I.
Vasyuchka
, A. A.
Serga
, and B.
Hillebrands
, Nat. Phys.
11
, 453
(2015
). 3.
A.
Mahmoud
, F.
Ciubotaru
, F.
Vanderveken
, A. V.
Chumak
, S.
Hamdioui
, C.
Adelmann
, and S.
Cotofana
, J. Appl. Phys.
128
, 161101
(2020
). 4.
T.
Schneider
, A. A.
Serga
, T.
Neumann
, B.
Hillebrands
, and M. P.
Kostylev
, Phys. Rev. B
77
, 214411
(2008
). 5.
M.
Collet
, O.
Gladii
, M.
Evelt
, V.
Bessonov
, L.
Soumah
, P.
Bortolotti
, S. O.
Demokritov
, Y.
Henry
, V.
Cros
, M.
Bailleul
, V. E.
Demidov
, and A.
Anane
, Appl. Phys. Lett.
110
, 092408
(2017
). 6.
A.
Barra
, A.
Mal
, G.
Carman
, and A.
Sepulveda
, Appl. Phys. Lett.
110
, 072401
(2017
). 7.
D. A.
Bozhko
, V. I.
Vasyuchka
, A. V.
Chumak
, and A. A.
Serga
, Low Temp. Phys.
46
, 383
(2020
). 8.
M.
Weiler
, L.
Dreher
, C.
Heeg
, H.
Huebl
, R.
Gross
, M. S.
Brandt
, and S. T. B.
Goennenwein
, Phys. Rev. Lett.
106
, 117601
(2011
). 9.
Y.
Nozaki
and S.
Yanagisawa
, Electr. Eng. Jpn.
204
, 3
(2018
). 10.
J.-Y.
Duquesne
, P.
Rovillain
, C.
Hepburn
, M.
Eddrief
, P.
Atkinson
, A.
Anane
, R.
Ranchal
, and M.
Marangolo
, Phys. Rev. Appl.
12
, 024042
(2019
). 11.
K.
Uchida
, H.
Adachi
, T.
An
, T.
Ota
, M.
Toda
, B.
Hillebrands
, S.
Maekawa
, and E.
Saitoh
, Nat. Mater.
10
, 737
(2011
). 12.
N. I.
Polzikova
, S. G.
Alekseev
, I. I.
Pyataikin
, I. M.
Kotelyanskii
, V. A.
Luzanov
, and A. P.
Orlov
, AIP Adv.
6
, 056306
(2016
). 13.
J.
Puebla
, M.
Xu
, B.
Rana
, K.
Yamamoto
, S.
Maekawa
, and Y.
Otani
, J. Phys. D: Appl. Phys.
53
, 264002
(2020
). 14.
A.
Kamra
, H.
Keshtgar
, P.
Yan
, and G. E. W.
Bauer
, Phys. Rev. B
91
, 104409
(2015
). 15.
D.
Labanowski
, A.
Jung
, and S.
Salahuddin
, Appl. Phys. Lett.
108
, 022905
(2016
). 16.
P. G.
Gowtham
, D.
Labanowski
, and S.
Salahuddin
, Phys. Rev. B
94
, 014436
(2016
). 17.
B.
Casals
, N.
Statuto
, M.
Foerster
, A.
Hernández-Mínguez
, R.
Cichelero
, P.
Manshausen
, A.
Mandziak
, L.
Aballe
, J. M.
Hernàndez
, and F.
Macià
, Phys. Rev. Lett.
124
, 137202
(2020
). 18.
D.
Castilla
, R.
Yanes
, M.
Sinusía
, G.
Fuentes
, J.
Grandal
, M.
Maicas
, T. E. G.
Álvarez-Arenas
, M.
Muñoz
, L.
Torres
, L.
López
, and J. L.
Prieto
, Sci. Rep.
10
, 9413
(2020
). 19.
J.
Holanda
, D. S.
Maior
, A.
Azevedo
, and S. M.
Rezende
, Nat. Phys.
14
, 500
(2018
). 20.
Q.
Xie
, S.
Mezil
, P. H.
Otsuka
, M.
Tomoda
, J.
Laurent
, O.
Matsuda
, Z.
Shen
, and O. B.
Wright
, Nat. Commun.
10
, 2228
(2019
). 21.
D.
Lee
, Q.
Liu
, L.
Zheng
, X.
Ma
, H.
Li
, M.
Li
, and K.
Lai
, Phys. Rev. Appl.
16
, 034047
(2021
). 22.
F. M.
Mayor
, W.
Jiang
, C. J.
Sarabalis
, T. P.
McKenna
, J. D.
Witmer
, and A. H.
Safavi-Naeini
, Phys. Rev. Appl.
15
, 014039
(2021
). 23.
S.
Urazhdin
, V. E.
Demidov
, H.
Ulrichs
, T.
Kendziorczyk
, T.
Kuhn
, J.
Leuthold
, G.
Wilde
, and S. O.
Demokritov
, Nat. Nanotechnol.
9
, 509
(2014
). 24.
V. E.
Demidov
and S. O.
Demokritov
, IEEE Trans. Magn.
51
, 1
(2015
). 25.
Q.
Wang
, B.
Heinz
, R.
Verba
, M.
Kewenig
, P.
Pirro
, M.
Schneider
, T.
Meyer
, B.
Lägel
, C.
Dubs
, T.
Brächer
, and A.
Chumak
, Phys. Rev. Lett.
122
, 247202
(2019
). 26.
R.
Duflou
, F.
Ciubotaru
, A.
Vaysset
, M.
Heyns
, B.
Sorée
, I. P.
Radu
, and C.
Adelmann
, Appl. Phys. Lett.
111
, 192411
(2017
). 27.
X.
Li
, D.
Labanowski
, S.
Salahuddin
, and C. S.
Lynch
, J. Appl. Phys.
122
, 043904
(2017
). 28.
N.
Polzikova
, S.
Alekseev
, V.
Luzanov
, and A.
Raevskiy
, J. Magn. Magn. Mater.
479
, 38
(2019
). 29.
C.
Berk
, M.
Jaris
, W.
Yang
, S.
Dhuey
, S.
Cabrini
, and H.
Schmidt
, Nat. Commun.
10
, 2652
(2019
). 30.
F.
Vanderveken
, H.
Ahmad
, M.
Heyns
, B.
Sorée
, C.
Adelmann
, and F.
Ciubotaru
, J. Phys. D: Appl. Phys.
53
, 495006
(2020
). 31.
F.
Vanderveken
, J.
Mulkers
, J.
Leliaert
, B. V.
Waeyenberge
, B.
Sorée
, O.
Zografos
, F.
Ciubotaru
, and C.
Adelmann
, Phys. Rev. B
103
, 054439
(2021
). 32.
F.
Garcia-Sanchez
, P.
Borys
, R.
Soucaille
, J.-P.
Adam
, R. L.
Stamps
, and J.-V.
Kim
, Phys. Rev. Lett.
114
, 247206
(2015
). 33.
K.
Wagner
, A.
Kákay
, K.
Schultheiss
, A.
Henschke
, T.
Sebastian
, and H.
Schultheiss
, Nat. Nanotechnol.
11
, 432
(2016
). 34.
J.
Jorzick
, S. O.
Demokritov
, B.
Hillebrands
, M.
Bailleul
, C.
Fermon
, K. Y.
Guslienko
, A. N.
Slavin
, D. V.
Berkov
, and N. L.
Gorn
, Phys. Rev. Lett.
88
, 047204
(2002
). 35.
B.
Rana
and Y.
Otani
, Phys. Rev. Appl.
9
, 014033
(2018
). 36.
V.
Sluka
, T.
Schneider
, R. A.
Gallardo
, A.
Kákay
, M.
Weigand
, T.
Warnatz
, R.
Mattheis
, A.
Roldán-Molina
, P.
Landeros
, V.
Tiberkevich
, A.
Slavin
, G.
Schütz
, A.
Erbe
, A.
Deac
, J.
Lindner
, J.
Raabe
, J.
Fassbender
, and S.
Wintz
, Nat. Nanotechnol.
14
, 328
(2019
). 37.
J.
Achenbach
, Wave Propagation in Elastic Solids, North-Holland Series in Applied Mathematics & Mechanics (North-Holland Publishing, Oxford, England, 1984), Vol. 16.38.
A. G.
Gurevich
and G. A.
Melkov
, Magnetization Oscillations and Waves
(CRC Press
, Boca Raton, FL
, 1996
).39.
S. M.
Rezende
, Fundamentals of Magnonics
(Springer International Publishing
, 2020
).40.
B. A.
Kalinikos
and A. N.
Slavin
, J. Phys. C: Solid State Phys.
19
, 7013
(1986
). 41.
Chirality, Magnetism and Magnetoelectricity, edited by E. Kamenetskii (Springer International Publishing, 2021).
42.
A.
Vansteenkiste
, J.
Leliaert
, M.
Dvornik
, M.
Helsen
, F.
Garcia-Sanchez
, and B. V.
Waeyenberge
, AIP Adv.
4
, 107133
(2014
). 43.
F.
Vanderveken
, J.
Mulkers
, J.
Leliaert
, B. V.
Waeyenberge
, B.
Soree
, O.
Zografos
, F.
Ciubotaru
, and C.
Adelmann
, Open Res. Eur.
1
, 35
(2021
). 44.
M.
Gueye
, F.
Zighem
, M.
Belmeguenai
, M. S.
Gabor
, C.
Tiusan
, and D.
Faurie
, J. Phys. D: Appl. Phys.
49
, 145003
(2016
). 45.
A.
Conca
, E. T.
Papaioannou
, S.
Klingler
, J.
Greser
, T.
Sebastian
, B.
Leven
, J.
Lösch
, and B.
Hillebrands
, Appl. Phys. Lett.
104
, 182407
(2014
). 46.
R. D.
Gomez
, J. S.
Ma
, A.
Arkilic
, S. H.
Chung
, and C.
Krafft
, J. Appl. Phys.
109
, 07D310
(2011
). 47.
C.
Hengst
, M.
Wolf
, R.
Schäfer
, L.
Schultz
, and J.
McCord
, Phys. Rev. B
89
, 214412
(2014
). 48.
L.
Döring
, C.
Hengst
, F.
Otto
, and R.
Schäfer
, Phys. Rev. B
93
, 024414
(2016
). 49.
S. J.
Hämäläinen
, M.
Madami
, H.
Qin
, G.
Gubbiotti
, and S.
van Dijken
, Nat. Commun.
9
, 4853
(2018
). 50.
R. B.
Holländer
, C.
Müller
, J.
Schmalz
, M.
Gerken
, and J.
McCord
, Sci. Rep.
8
, 13871
(2018
). 51.
K. Y.
Guslienko
and A. N.
Slavin
, Phys. Rev. B
72
, 014463
(2005
). 52.
Q.
Wang
, P.
Pirro
, R.
Verba
, A.
Slavin
, B.
Hillebrands
, and A. V.
Chumak
, Sci. Adv.
4
, e1701517
(2018
). © 2022 Author(s). Published under an exclusive license by AIP Publishing.
2022
Author(s)
You do not currently have access to this content.