350 руб
Журнал «Радиотехника» №8 за 2015 г.
Статья в номере:
Поверхностные акустические волны и магнонные кристаллы
Ключевые слова: поверхностные акустические волны спиновая волна магнонный кристалл железоиттриевый гранат магнонная запрещенная зона электронная перестройка невзаимность металлическая пленка электропроводность
Авторы:
Р.Г. Крышталь - к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник, Фрязинский филиал ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН А.В. Медведь - д.ф.-м.н., начальник отдела, Фрязинский филиал ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН
Аннотация:
Приведены результаты экспериментального исследования динамических магнонных кристаллов, создаваемых поверхностными акустическими волнами (ПАВ), распространяющимися в слоистых структурах с пленкой железоиттриевого граната (ЖИГ), как искусственных сред для распространения поверхностных магнитостатических волн (ПМСВ). Продемонстрирована электронная перестройка частоты и глубины магнонных запрещенных зон, получаемая при изменении частоты и мощности ПАВ. Рассмотрены особенности проявления невзаимности ПМСВ в таких магнонных кристаллах, построенных на основе структур «галлий-гадолиниевый гранат (ГГГ) ? пленка ЖИГ» и «ГГГ - пленка ЖИГ - пленка Al». Показано, что в динамических магнонных кристаллах с ПАВ имеет место невзаимность ПМСВ в структурах ГГГ-ЖИГ даже с симметричной относительно оси частот дисперсионной кривой. Обнаружено, что в магнонных кристаллах с ПАВ на базе структур ГГГ-ЖИГ-металл наблюдается сме-щение частоты запрещенной зоны при инверсии магнитного поля. Измерены зависимости частоты магнонной запрещенной зоны и ее ширины от электропроводности пленки металла.
Страницы: 38-46
Список источников

 

  1. Гуляев Ю.В., Никитов С.А., Животовский Л.В., Климов А.А., Тайад Ф., Пресманес Л., Филимонов Ю.А. Ферромагнитные пленки с периодическими структурами с магнонной запрещенной зоной - магнонные кристаллы // Письма в ЖЭТФ. 2003. Т. 77. № 10. С. 670−674.
  2. Vasseur J.O., Dobrzynski L., Djafari-Rouhani B. Magnon band structure of periodic composites // Phys. Rev. B. 1996. V. 54. P. 1043.
  3. Chumak A.V., Serga A.A., Hillebrands B., Kostylev M.P. Scattering of surface and volume spin waves in a magnonic crystal // Appl. Phys. Lett. 2009. V. 94. P. 172511.
  4. Chumak A.V., Neumann T., Serga A.A., Hillebrands B., Kostylev M.P. A current-controlled, dynamic magnonic crystal // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. V. 42. P. 205005.
  5. Kai H. Chi, Yun Zhu, Rong W. Mao, James P. Dolas, Chen S. Tsai. An approach for analysis of magnetostatic volume waves in magnonic crystals // J. Appl. Phys. 2011. V. 109. P. 07D320.
  6. Mitsuteru Inoue, Alexander Baryshev, Hiroyuki Takagi, Pang Boey Lim, Kohei Hatafuku, Josho Noda, Kenji Togo. Investigating the use of magnonic crystals as extremely sensitive magnetic field sensors at room temperature // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 98. P. 132511.
  7. Ma F.S., Lim H.S., Wang Z.K., Piramanayagam S.N., Ng S.C., Kuok M.H. Micromagnetic study of spin wave propagation in bicomponent magnonic crystal waveguides  // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 98. P. 153107.
  8. Bai Lihui, Kohda Makoto, Nitta Junsaku. Observation of spin wave modes depending on a tunable periodic magnetic field // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 98. P. 172508.
  9. Kryshtal R.G., Medved A.V. Surface acoustic wave in ytthrium iron garnet as tunable magnonic crystals for sensors and signal processing applications // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. P. 192410.
  10. Krawczyk M., Grundler D. Review and prospects of magnonic crystals and devices with reprogrammable band structure // Condens. Matter. 2014. V. 26.P. 123202.
  11. Wang X.G., Guo G.H., Li Z.X., Wang D.W., Nie Y.Z., Tang W. Spin-wave propagation in domain wall magnonic crystal // EPL (Europhysics Letters). 2015. V. 109. № 3. P. 37008.
  12. Vysotskii S.L., Nikitov S.A., Pavlov E.S., Filimonov Yu.A. // Journal of Communications Technology and Electronics. 2013. V. 58. № 4. P. 347−352.
  13. Mruczkiewicz M., Krawczyk M., Gubbiotti G., Tacchi S., Filimonov Yu.A., Kalyabin D.V., Lisenkov I.V., Nikitov S.A. Nonreciprocity of spin waves in metallized magnonic crystal // New Journal of Physics. 2013. V. 15.P. 113023.
  14. Huber R., Krawczyk M., Schwarze T., Yu H., Duerr G., Albert S., Grundler D. Reciprocal Damon-Eshbach-type spin wave excitation in a magnonic crystal due to tunable magnetic symmetry // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 102. P. 012403.
  15. Гуляев Ю.В., Медведь А.В., Хоанг Ван Фонг Физические принципы работы устройств на поверхностных акустических волнах для систем связи и обработки информации // Радиотехника. 2002. № 1. С. 90−107.
  16. Mednikov A.M., Popkov A.F., Anisimkin V.I., Nam B.P., Petrov A.A., Spivakov A.A., Khe A.S. // JTEPLett. 1981. V. 33. P. 646.
  17. Popkov A.F. The dispersion of surface magnetostatic waves in the presence of a traveling wave of elastic deformation // Mikroelectronika. 1981. V. 10. P. 446−456.
  18. Popkov A.F. // Fiz. Met. Metalloved. 1985. V. 59. P. 463.
  19. Gulyaev Yu.V., Kryshtal R.G., Medved A.V., Sorokin V.G. // Pis\'mavzh. Tekh. Fiz. 1986. V. 12. P. 502.
  20. Kryshtal R.G., Medved A.V., Nikitin I.P., Drobiazko I.B. // Zh. Tech. Fiz. 1986. V. 56. P. 1835.
  21. Hanna S.M., Murphy G.P., Sabetfakhri K., Stratakis K. // IEEE Ultrason. Symp. Proc. 1990. V. 209.
  22. Kryshtal R.G., Medved A.V., Popkov A.F. // J. Communications Technology and Electronics. 1994. V. 39. P. 132.
  23. Mruczkiewicz M., Krawczyk M., Gubbiotti G., Tacchi S., Filimonov Yu.A., Kalyabin D.V., Lisenkov I.V., Nikitov S.A. Nonreciprocity of spin waves in metallized magnonic crystal // New Journal of Physics. 2013. V. 15.P. 113023.
  24. Huber R., Krawczyk M., Schwarze T., Yu H., Duerr G., Albert S., Grundler D. Reciprocal Damon-Eshbach-type spin wave excitation in a magnonic crystal due to tunable magnetic symmetry // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 102. P. 012403.
  25. Mruczkiewicz M., Pavlov E.S., Vysotsky S.L., Krawczyk M., Filimonov Yu.A., Nikitov S.A. Observation of magnonic band gaps in magnonic crystals with nonreciprocal dispersion relation // Physical Review B. 2014. V. 90. P. 174416.
  26. Mruczkiewicz M., Krawczyk M. Nonreciprocal dispersion of spin waves in ferromagnetic thin films covered with a finite-conductivity metal // Journal of Appl. Phys. 2014. V. 115. № 11. P. 113909.
  27. Seshadri S.R. Surface magnetostatic modes of a ferrite slab // Proceedings IEEE. 1970. V. 58. № 3. P. 506−507.
  28. Kanazawa N., Goto T., Hoong J.W., Buyandalai A., Takagi H., Inoue M. Metal thickness dependence on spin wave propagation in magnonic crystal using yttrium iron garnet // Journal of Appl. Phys. 2015. V. 117. № 17. P. 17E510.
  29. Ishak W.S. Magnetostatic Wave Technology: A Review // Proc. IEEE. 1988. V. 76. № 2. P. 171-187.