Исследование динамического хаоса спиновых волн в тонких ферромагнитных пленках и сверхвысокочастотных структурах на их основе

• Автор: Кондрашов, Александр Викторович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИИ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА

СПИНОВЫЕ ВОЛНЫ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ И

ГЕНЕРАТОРЫ СВЧ СИГНАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ

1.1 Спиновые волны

1.2Нелинейность спиновых волн

1.3 Динамический хаос в ферромагнитных системах

1.4Выводы по главе

ГЛАВА
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАОТИЧЕСКИХ СОЛИТОННЫХ ПРОЦЕССОВ В
ПЛЕНКАХ ЖИГ
2 Л Экспериментальный макет, экспериментальная установка и методика
измерений
2.2 Экспериментальные результаты
2.3 Анализ перехода к хаосу
2.4 Численный анализ параметров хаотического сигнала
Выводы по главе
ГЛАВА
ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОГЕНЕРАЦИИ ХАОТИЧЕСКОГО СВЧ СИГНАЛА В АКТИВНЫХ КОЛЬЦАХ НА ОСНОВЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПЛЕНОК
3.1 Экспериментальный макет, экспериментальная установка и методика
измерений
3.2 Экспериментальные результаты и их анализ
3.2.1 Случай поверхностных волн
3.2.2 Случай обратных объемных спиновых волн
3.2.3 Случай прямых объемных спиновых волн
Выводы по главе
ГЛАВА
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДА К АВТОГЕНЕРАЦИ ДИНАМИЧЕСКОГО ХАОСА В АКТИВНЫХ КОЛЬЦАХ НА ОСНОВЕ СЛОИСТЫХ СТРУКТУР
ФЕРРИТ-СЕГНЕТОЭЛЕКТРИК
4Л Экспериментальная установка и экспериментальный макет
4.2 Экспериментальное исследование двойной управляемости параметрами хаоса
4.3 Анализ полученных результатов
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК РАБОТ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СВ- спиновая волна
СВЧ- сверхвысокие частоты
ДХ- динамический хаос
МСВ- магнитостатические волны
АЧХ- амплитудно-частотная характеристика
ФЧХ- фазо-частотная характеристика
ГГГ- гадолиний-галлиевый гранат
ЖИГ- железо-иттриевый гранат
ПОСВ- прямая объемная спиновая волна
ООСВ- обратная объемная спиновая волна
ПСВ- поверхностная спиновая волна

длину 3 мм и были короткозамкнутыми на конце. Расстояние между антеннами составляло 1.8 мм. Для подвода СВЧ мощности к возбуждающей антенне и её отвода от приемной антенны использовались микрополосковые линий с волновым сопротивлением 50 Ом. Плёнка была намагничена до насыщения постоянным магнитным полем, которое было направлено по
нормали к плоскости плёнки. Такая ориентация поля обеспечивала

возбуждение в плёнке так называемых прямых объёмных спиновых волн. Величина поля намагничивания была выбрана такой, чтобы нелинейность спиновых волн определялась только процессами четырёхволнового взаимодействия. Она равнялась Не = 4059 Э.
Использование пленок с закрепленными поверхностными спинами обусловливалось существованием на амплитудно-частотной характеристике линии задержки дипольных щелей. Спиновые волны, возбуждаемые на частотах близких к дипольным щелям испытывают сильную дисперсию, что
позволяет возбуждать в пленках последовательности нелинейных импульсов

- солитонов огибающей спиновых волн.

Для определения значения оптимальной частоты накачки была измерена амплитудно-частотная характеристика линии задержки, а также рассчитана дисперсионная характеристика. На рисунке 2.2(а) показана АЧХ линии задержки. Для проведения экспериментальных исследований была выбрана первая дипольная щель, отмеченная стрелкой. На рисунках 2.2(6), 2.2(в) представлены участки расчетной дисперсии и АЧХ исследуемой структуры для щели выбранной щели. Поскольку пленка намагничивалась по нормали, то ее внутреннее магнитное поле было рассчитано по формуле Н-, = Не — 4пМх и равнялось 2309 Э. Нижняя граничная частота спектра возбуждения прямых объемных спиновых волн, определенная экспериментально по измерениям АЧХ, была равна 6468 МГц. Расчетное значение этой границы составило 6465 МГц, данное значение близко к полученному экспериментально.