On the dynamics of magnetic wave in ferrites: influence of damping and inhomogeneous exchange effects

Abstract

Dans ce travail, nous étudions la contribution des effets de la dissipation et des échanges inhomogènes sur la propagation des ondes électromagnétiques dans les ferrites. En nous inintéressant uniquement aux processus ultra-rapides, nous étudions le système de Kraenkel-Manna-Merle (KMM) dérivé des équations de Maxwell dans lesquelles les termes traduisant la dissipation et l’inhomogénéité proviennent de l’équation de Landau Lifshitz-Gilbert. Nous construisons la solution analytique de l’équation sus-mentionnée. Nous procédons à l’analyse de l’effet de la dissipation sur la dynamique de notre système, puis celui des effets inhomogènes et enfin l’influence des deux effets combinés au moyen des méthodes mathématiques telles que la méthode de diffusion inverse, la méthode d’expansion des fonctions élliptiques de Jacobi ainsi que la méthode de différence finie. Il apparaît comme résultats que la contribution de la dissipation a pour effet de réduire l’amplitude de l’onde durant sa propagation. Nous retrouvons deux types d’inhomogénéités qui agissent sur l’onde de différentes manières. Lorsque l’onde se déplace avec une amplitude constante, l’inhomogénéité agit principalement sur sa largeur, dans le cas contraire, l’inhomogénéité impacte sur tous les paramètres de l’onde. Pour les ferrites polycristallins, il peut exister différents types d’inhomogénéités apparaissant de manière périodique. L’onde qui s’y propage respire au cours de son déplacement et il doit exister des cas où deux ou plusieurs types d’inhomogénéités peuvent se combiner de manière à réduire leurs effets sur la dynamique de l’onde. Nous complétons notre analyse en procédant à quelques simulations numériques. Une telle étude est utile pour caractériser les ferrites.