磁性纳米球中三维涡旋核的共振激发进动运动

通过微磁数值和解析计算，我们在软磁性纳米球中发现了三维涡旋核的共振激发进动运动，以及随球体直径 2R 可控的进动频率。施加静磁场 $H_{DC}$ 时的进动角频率由 $\omega_{MV}= \gamma_{eff} H_{DC}$ 给出，其中 $\gamma_{eff} = \gamma <m_{\Gamma}>$ 是集体涡旋动力学中的有效旋磁比，$\gamma$ 为旋磁比，$<m_{\Gamma}>$ 为基态涡旋在核方向上的平均磁化分量。对 $<m_{\Gamma}>$ 的微磁模拟数据进行拟合，得到了一个简单的显式形式 $<m_{\Gamma}> = (73.6 \pm 3.4)(l_{ex}/2R)^{2.20 \pm 0.14}$，其中 $l_{ex}$ 是给定材料的交换长度。这种动力学行为可能作为磁性涡旋态纳米粒子尺寸特异性共振激发的潜在生物应用的基础，例如磁共振粒子成像。