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 Доступ платный или 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