Исследование сверхвысокочастотных свойств слоистых структур на основе сегнетоэлектрических и ферромагнитных пленок

• Автор: Никитин, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Список сокращений

Введение

1. СВЧ устройства на основе слоистых структур феррит-сегнетоэлектрик

1.1. Электронно-управляемые диэлектрические материалы

1.1.1. Сегнетоэлектрические пленки и устройства на их основе

1.1.2. Ферриты и устройства на их основе

1.2. Устройства на основе магнитоэлектрического эффекта

1.3. Устройства на основе гибридных электромагнитно-спиновых волн

2. Волновые процессы в щелевых линиях передачи сигнала на основе тонкопленочных структур феррит-сегнетоэлектрик

2.1. Метод приближенных двусторонних граничных условий

2.2. Электродинамическая модель волновых процессов в тонкопленочной структуре феррит-сегнетоэлектрик
2.3. Анализ волновых процессов в щелевой линии, содержащей тонкие пленки феррита и сегнетоэлектрика.;
3. Исследование резонансных свойств активного кольцевого резонатора (АКР)
3.1. Теоретическая модель АКР
3.2. Исследование резонансных свойств АКР на основе пленки феррита
3.3. Теоретическое исследование резонансных свойств АКР на основе слоистых структур феррит-сегнетоэлектрик
4. Экспериментальные исследования фазовых характеристик волн в волноведущих феррит-сегнетоэлектрических структурах
4.1. Феррит-сегнетоэлектрический фазовращатель с совместным электрическим и магнитным управлением
4.2. Экспериментальное исследование феррит-сегнетоэлектрических планарных фазовращателей
Заключение
Список литературы

Список опубликованных работ по теме диссертации
Приложение
Приложение

Список сокращений
СВ — спиновая волна
СЭ - сегнетоэлектрик
ЖИГ - железо-иттриевый гранат
ГГГ - галлий-гадолиниевый гранат
БСТ - титанат бария-стронция
МЭ - магнитоэлектрический эффект
ФС - феррит-сегнетоэлектрик
ЭМСВ - электромагнитно-спиновая волна
АКР - активный кольцевой резонатор
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика
ФЧХ - фазочастотная характеристика
ФВ - фазовращатель
СЭП - сегнетоэлектрическая пленка
ПСВ - поверхностная спиновая волна
ЛЗ - линия задержки
МФ - мультиферроик
ФМР - ферромагнитный резонанс

Исключить указанные недостатки, при этом сохранив возможность электрической перестройки, возможно в том случае, если слои феррита и сегнетоэлек-трика связаны не механически, а через взаимодействие электромагнитных полей.
1.3. Устройства на основе гибридных электромагнитно-спиновых волн
Как уже говорилось выше, под электродинамическим эффектом в слоистых структурах феррит-сегнетоэлектрик имеется в виду гибридизация электромагнитных и спиновых волн. Она возникает в случае одинаковой пространственной структуры полей и равенства фазовых скоростей этих волн. В результате гибридизации в ФС структуре распространяются гибридные электромагнитноспиновые волны, дисперсионные характеристики которых изображены на рисунке 1.12. Данный рисунок наглядно иллюстрирует то, что в точках фазового синхронизма (в точках пересечения дисперсионных кривых) происходит гибридизация поверхностных электромагнитных волн в открытом волноводе на основе сегнето-электрика и ПСВ в пленке феррита, в результате в ФС структуре распространяется ЭМСВ. Как видно из рисунка 1.12, дисперсионная характеристика гибридной ЭМСВ изменяется при приложении управляющего напряжения (т. е. при изменении диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрика). Этим обусловлено основное преимущество слоистых структур феррит-сегнетоэлектрик, а именно возможность управления их дисперсионными характеристиками за счет изменения электрического поля смещения. При приближении к частоте ферромагнитного резонанса дисперсионные характеристики сильнее смещаются в область больших к, т. е. гибридные волны значительно замедляются. Подчеркнем, что такое замедление невозможно получить в обычном диэлектрическом волноводе. Таким образом, слоистые структуры феррит-сегнетоэлектрик позволяют объединить возможности магнитной и электрической перестроек. Иными словами, на основе слоистых структур феррит-сегнетоэлектрик могут быть созданы СВЧ приборы и устройства нового типа, обладающие зависимостью характеристик от внешнего магнитного и/или электрического полей.