Нелинейный магнетоэлектрический эффект в наноструктурах мультиферроиков TbCo/FeCo-AlN в высокочастотном электромагнитном поле

Ю. Игнатов; А.А. Климов; Н. Тьерселан; А. Талби; С. Никитов; Ф. Перно; В. Преображенский

Нелинейный магнетоэлектрический эффект в наноструктурах мультиферроиков TbCo/FeCo-AlN в высокочастотном электромагнитном поле

Ю. Игнатов¹, А.А. Климов², Н. Тьерселан³, А. Талби⁴, С. Никитов⁵, Ф. Перно⁶, В. Преображенский⁷

научная статья Страницы: 28-35

Ключевые слова: мультиферроик магнетоэлектрический эффект высокие частоты магнитная анизотропия резонансная частота

Аннотация

Нелинейный резонансный магнетоэлектрический эффект, индуцированный ВЧ электромагнитным полем в тонкопленочной композитной структуре мультиферроика, изучен экспериментально и описан теоретически. Эффект изучали в условиях спин-реориентированного перехода в магнетострикционной наноструктуре. Результаты расчетов находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными по зависимости НЧ магнетоэлектрического напряжения от магнитного поля и поглощения ВЧ мощности. Показано, что в магнетострикционной наноструктуре вклад проводимости в ширину FMR линии является относительно слабым. Необычное исчезновение FMR линии в фазе насыщения, где намагниченность коллинеарна намагничивающему полю, объясняется специфической геометрией эксперимента и сильным высокочастотным поглощением. Полученное значение нелинейного магнетоэлектрического коэффициента преобразования составляет 100 кВ/мВт. Расчеты для оптимальной ориентации оси анизотропии φA = π/2 показывают увеличение коэффициента преобразования на величину в один порядок.

Для цитирования

Игнатов Ю., Климов А.А., Тьерселан Н., Талби А., Никитов С., Перно Ф., Преображенский В. Нелинейный магнетоэлектрический эффект в наноструктурах мультиферроиков TbCo/FeCo-AlN в высокочастотном электромагнитном поле // Наноматериалы и наноструктуры - XXI век. 2012. № 3. С. 28–35.

Список источников

Fiebig M. // J. Phys. 2005. D 38. R123.
Spaldin N.A. and Fiebig M.// Science.2005. 309. 391.
Tiercelin N., Preobrazhensky V., Pernod P., Ostachenko A. // App. Phys. Lett. 2008. 92. 062904.
Dubois M.-A., Muralt P.// Appl. Phys. Lett. 1999. 74. 3032.
White C.D., Piazza G., Stephanou P.J., Pisano A.P.// Sensors & Actuators: A. Physical.2007. 134 (1). Р.239-244.
Tiercelin N., Talbi A., Preobrazhensky V., Pernod P., Mortet V., Haenen K., Soltani A.//App. Phys. Lett. 2008. 93. 162902.
Tiercelin N., Preobrazhensky V., Mortet V., Talbi A., Soltani A., Haenen K., Pernod P. // JMMM 321. 2009. Р. 1803-1807.
Bichurin M.I., Filippov D.A., Petrov V.M., Laletsin V.M., Paddubnaya N., Srinivasan G. // Phys. Rev. B. 2003. 68. 132408.
Henry Greve, Eric Woltermann, Hans-Joachim Quenzer, Bernhard Wagner, and Eckhard Quandt// Appl. Phys. Lett. 2010. 96. 182501.
Fetisov Y.K. and Srinivasan G. // Appl. Phys. Lett. 2005. 87. 103502 (2005); Electron. Lett. 41. 1066.
Ustinov A.B., Srinivasan G., and Fetisov Yuri K.// J. Appl. Phys. 2008. 103. 063901.
Benatmane N., Crane S.P., Zavaliche F., Ramesh R., and Clinton T.W.// Appl. Phys. Lett. 2010. 96. 082503.
Bichurin M.I.,Petrov V.M., Averkin S.V., Liverts E. //J. Appl. Phys. 2010. 107. 053905.
Weiler E.M., Dreher L., Heeg C., Huebl H., Gross R., Brandt M.S., Groennenwein S.T.B.// Phys. Rev. Lett. 2011. 106. 117601.
Klimov A., Ignatov Yu., Tiercelin N., Preobrazhensky V., Pernod P., Nikitov S.// J. Appl. Phys. 2010. 107 (8).
du Trémolet de Lacheisserie E. and Peuzin J.C.// J. Magn. Magn. Mater. 1994. 136. 189.
Gurevich A.G. and Melkov G.A. Magnetic Oscillations and Waves. Moscow. Nauka. 1994; New York. CRC. 1996.
Kittel C.// Phys. Rev. 1956. 110. 836.
Ahieser A.I., Bar-yahtar V.G., Peletminskiy S.V. Spin Waves.Moscow.Nauka Press. 1967.
Landau L.D. and Lifshitz E.M. Theory of Elasticity. First ed. London.Pergamon Press Ltd. 1959.
Torby B.J.Advanced Dynamics for Engineers. Holt, Rinehart, and Winston. 1984.
Heinrich B., Urban R., and Woltersdorf G.// J. Appl. Phys. 2002. 91. 7523.
Mason W.P. Physical Acoustics and the Properties of Solids. New Jersey. Princeton. 1958.
Lueng C.M., Chan H.L.W., Surya C., Choy C.L. // J. Appl. Phys. 2000. 88 (9).Р. 5360-5363.
Vasilevskaya T.M. and Sementsov D.I.// Phys. of the Solid State.2010. 52. 6. Р. 1210-1216.
Kaganov M.I.// JETP Lett. 1969. 10. Р. 336-340.

[1] Fiebig M. // J. Phys. 2005. D 38. R123.

[2] Spaldin N.A. and Fiebig M.// Science.2005. 309. 391.

[3] Tiercelin N., Preobrazhensky V., Pernod P., Ostachenko A. // App. Phys. Lett. 2008. 92. 062904.

[4] Dubois M.-A., Muralt P.// Appl. Phys. Lett. 1999. 74. 3032.

[5] White C.D., Piazza G., Stephanou P.J., Pisano A.P.// Sensors & Actuators: A. Physical.2007. 134 (1). Р.239-244.

[6] Tiercelin N., Talbi A., Preobrazhensky V., Pernod P., Mortet V., Haenen K., Soltani A.//App. Phys. Lett. 2008. 93. 162902.

[7] Tiercelin N., Preobrazhensky V., Mortet V., Talbi A., Soltani A., Haenen K., Pernod P. // JMMM 321. 2009. Р. 1803-1807.

[8] Bichurin M.I., Filippov D.A., Petrov V.M., Laletsin V.M., Paddubnaya N., Srinivasan G. // Phys. Rev. B. 2003. 68. 132408.

[9] Henry Greve, Eric Woltermann, Hans-Joachim Quenzer, Bernhard Wagner, and Eckhard Quandt// Appl. Phys. Lett. 2010. 96. 182501.

[10] Fetisov Y.K. and Srinivasan G. // Appl. Phys. Lett. 2005. 87. 103502 (2005); Electron. Lett. 41. 1066.

[11] Ustinov A.B., Srinivasan G., and Fetisov Yuri K.// J. Appl. Phys. 2008. 103. 063901.

[12] Benatmane N., Crane S.P., Zavaliche F., Ramesh R., and Clinton T.W.// Appl. Phys. Lett. 2010. 96. 082503.

[13] Bichurin M.I.,Petrov V.M., Averkin S.V., Liverts E. //J. Appl. Phys. 2010. 107. 053905.

[14] Weiler E.M., Dreher L., Heeg C., Huebl H., Gross R., Brandt M.S., Groennenwein S.T.B.// Phys. Rev. Lett. 2011. 106. 117601.

[15] Klimov A., Ignatov Yu., Tiercelin N., Preobrazhensky V., Pernod P., Nikitov S.// J. Appl. Phys. 2010. 107 (8).

[16] du Trémolet de Lacheisserie E. and Peuzin J.C.// J. Magn. Magn. Mater. 1994. 136. 189.

[17] Gurevich A.G. and Melkov G.A. Magnetic Oscillations and Waves. Moscow. Nauka. 1994; New York. CRC. 1996.

[18] Kittel C.// Phys. Rev. 1956. 110. 836.

[19] Ahieser A.I., Bar-yahtar V.G., Peletminskiy S.V. Spin Waves.Moscow.Nauka Press. 1967.

[20] Landau L.D. and Lifshitz E.M. Theory of Elasticity. First ed. London.Pergamon Press Ltd. 1959.

[21] Torby B.J.Advanced Dynamics for Engineers. Holt, Rinehart, and Winston. 1984.

[22] Heinrich B., Urban R., and Woltersdorf G.// J. Appl. Phys. 2002. 91. 7523.

[23] Mason W.P. Physical Acoustics and the Properties of Solids. New Jersey. Princeton. 1958.

[24] Lueng C.M., Chan H.L.W., Surya C., Choy C.L. // J. Appl. Phys. 2000. 88 (9).Р. 5360-5363.

[25] Vasilevskaya T.M. and Sementsov D.I.// Phys. of the Solid State.2010. 52. 6. Р. 1210-1216.

[26] Kaganov M.I.// JETP Lett. 1969. 10. Р. 336-340.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи