Дисперсионные и поляризационные характеристики волноводных мод обменных спиновых волн в эпитаксиальных пленках железоиттриевого граната

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы свойства обменных спиновых волн (ОСВ) в эпитаксиальных пленках железоиттриевого граната (ЖИГ). Проведен комплексный анализ особенностей возбуждения, распространения и взаимодействия ОСВ с учетом их анизотропных свойств. Предложена методика расчета дисперсионных и энергетических характеристик волноводных мод ОСВ для различных направлений распространения волн в касательно намагниченных пленках ЖИГ. Установлено, что наличие как эллиптической, так и линейной поляризации волн прецессии приводит к деформации траектории прецессии вектора намагниченности и изменению ориентации осей симметрии эллиптической траектории. Экспериментально подтверждено хорошее согласие между расчетными и измеренными характеристиками ОСВ. Полученные результаты позволяют создавать новые типы функциональных устройств для передачи, хранения и обработки информации на основе коротковолновых обменных спиновых волн.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Пташенко

Cаратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Автор, ответственный за переписку.
Email: andrey.po3@mail.ru
Россия, ул. Астраханская, 83, Саратов, 410012

В. В. Тихонов

Cаратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Email: andrey.po3@mail.ru
Россия, ул. Астраханская, 83, Саратов, 410012

А. В. Садовников

Cаратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Email: andrey.po3@mail.ru
Россия, ул. Астраханская, 83, Саратов, 410012

Список литературы

  1. Wolf S.A., Awschalom D.D., Buhrman R.A. et al. // Science. 2001. V. 294. № 5546. P. 1488.
  2. Zutic I., Fabian J., Sarma S.D. // Rev. Mod. Phys. 2004. V. 76. № 2. P. 323.
  3. Bader S.D., Parkin S.S.P. // Annual Rev. Cond. Matt. Physi. 2010. V. 1. P. 71.
  4. Wolf S.A., Chtchelkanova A.Y., Treger D.M. // IBM J. Research and Development. 2006. V. 50. № 1. P. 101.
  5. Fert A. // Rev. Mod. Phys. 2008. V. 80. № 4. P. 1517.
  6. Ohno H. // Nature Materi. 2010. V. 9. № 9. P. 952.
  7. Hirohata A., Yamada K., Nakatani Y. et al. // J. Magn. Magn. Mater. V. 509. Article No. 166711.
  8. Kruglyak V.V., Demokritov S.O., Grundler D. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. V. 43. № 26. Article No. 264001.
  9. Hикитов С.А., Калябин Д.В., Лисенков И.В. и др. // Успехи физ. наук. 2015. Т. 185. № 10. С. 1099.
  10. Barman A., Gubbiotti G., Ladak S. et al. // J. Phys.: Cond. Matt. 2024. V. 33. № 41. Article No. 413001.
  11. Pirro P., Vasyuchka V.I., Serga A.A., Hillebrands B. // Nature Rev. Mater. 2021. V. 6. № 12. P. 1114.
  12. Aхиезер А.И., Барьяхтар В.Г., Каганов М.И. // Успехи физ. наук. 1960. Т. 71. № 4. С. 533. Т. 72. № 1. С. 3.
  13. Odintsov S.A., Sheshukova S.E., Nikitov S.A., Sadovnikov A.V. // Phys. Rev. Appl. 2024. V. 22. № 1. P. 014042.
  14. Suhl H. // J. Phys. Chem. Sol. 1957. V. 1. № 3–4. P. 209.
  15. Martyshkin A.A., Sheshukova S.E., Sadovnikov A.V. // Appl. Phys. Lett. 2024. V. 124. № 9. P. 092413. https://doi.org/10.1063/5.0190510
  16. Tikhonov V.V., Ptashenko A.S., Sadovnikov A.V. // J. Magn. Magn. Mater. 2024. V. 605. Article No. 172331. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2024.172331
  17. De Wames R.E., Wolfram T. // J. Appl. Phys. 1970. V. 41. № 3. P. 987.
  18. Adam J.D., O’Keeffe T.W., Patterson R.W. // J. Appl. Phys. 1979. V. 50. № B3. P. 2446.
  19. Tikhonov V.V., Lock E.H., Ptashenko A.S., Sadovnikov A.V. // J. Magn. Magn. Mater. 2024. V. 587. Article No. 171251.
  20. Шевцов В.С., Амеличев В.В., Васильев Д.В. и др. // Изв. РАН. Сер. Физ. 2022. V. 86. № 9. С. 1247.
  21. Барабанов А.Л. Симметрии и спин-угловые корреляции в реакциях и распадах. М.: Физматлит, 2022.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Дисперсионные зависимости волноводных мод ОСВ, распространяющихся: в произвольном направлении пленки (а), в направлении приложенного поля (б). Пунктирами показаны законы дисперсии без учета неоднородного обмена. Цифрами на графиках указаны номера волноводных мод.

Скачать (210KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дисперсия волны прецессии в легированном слое пленки ЖИГ.

Скачать (100KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение плотности поперечных (а) и продольных (б) составляющих потоков обменной мощности по толщине пленки ЖИГ. Цифрами на графиках указаны номера волноводных мод.

Скачать (99KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Деформация траектории прецессии вектора намагниченности в зависимости от волнового числа первой моды ОСВ, бегущей в направлении ортогональном полю намагничивания: 1 – при kx = 0; 2 – при kx = 1.62.104 см–1 в точке ; 3 – при kx = 8.79.104 см–1 в точке ; 4 – при kx = 106 см–1.

Скачать (117KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Амплитудно-частотная характеристика отраженного СВЧ-сигнала экспериментального макета: (а) АЧХ обоих частотных диаппазонов СВЧ, (б) низкочастотный фрагмент АЧХ отраженного СВЧ-сигнала.

Скачать (97KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025