Исследование сверхвысокочастотных свойств магнонных кристаллов на основе ферромагнитных пленок

• Автор: Дроздовский, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА Е
СПИНОВЫЕ ВОЛНЫ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ И МАГ-НОННЫХ КРИСТАЛЛАХ НА ИХ ОСНОВЕ (ОБЗОР)

1.1. Спиновые волны в тонких ферромагнитных пленках

1.2. Нелинейные процессы в ферромагнитных пленках

1.3. Магнонные кристаллы на основе ферромагнитных пленок

1.4. Выводы по главе

ГЛАВА 2.
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ СПИНОВЫХ ВОЛН В ОДНОМЕРНЫХ МАГНОННЫХ КРИСТАЛЛАХ КОНЕЧНОЙ ДЛИНЫ
2.1. Теоретическое исследование спектра и потерь спиновых волн, распространяющихся в магнонных кристаллах конечной длины
2.1.1. Численная модель
2.1.2. Влияние длины магнитной периодической структуры на передаточную характеристику и закон дисперсии спиновых волн одномерного магнонного кристалла
2.1.3. Влияние магнитной диссипации на передаточную и дисперсионную характеристику магнонного кристалла
2.2. Экспериментальное исследование спектра и потерь спиновых волн, распространяющихся в магнонных кристаллах
2.2.1. Экспериментальный макет, экспериментальная установка и методика измерений
2.2.2. Экспериментальные результаты

2.3. Выводы по главе
ГЛАВА 3.
ОСОБЕННОСТИ НЕЛИНЕЙНЫХ СПИНОВЫХ КОЛЕБАНИИ В КАСАТЕЛЬНО НАМАГНИЧЕННЫХ ОГРАНИЧЕННЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ
3.1. Экспериментальный макет, экспериментальная установка и методика измерений касательно намагниченного пленочного ферромагнитного резонатора
3.2. Экспериментальное исследование нелинейного отклика касательно намагниченного пленочного ферромагнитного резонатора
3.3. Влияние нелинейного затухания спиновых волн на нелинейный сдвиг частоты касательно намагниченного пленочного ферромагнитного резонатора
3.4. Выводы по главе
ГЛАВА 4.
РАСПРОСТРАНЕНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ СПИНОВЫХ ВОЛН В ОДНОМЕРНЫХ МАГНОННЫХ КРИСТАЛЛАХ КОНЕЧНОЙ ДЛИНЫ
4.1. Экспериментальный макет, экспериментальная установка и методика измерений
4.2. Экспериментальное исследование частотных коэффициентов передачи магнонных кристаллов при повышенных уровнях СВЧ-мощности
4.3. Теоретическое описание нелинейного затухания и нелинейно-
го сдвига частоты спиновых волн в магнонных кристаллах конечной длины
4.4. Применение нелинейных свойств магнонных кристаллов для обработки СВЧ-сигнала
4.5. Выводы по главе

ГЛАВА 5.
НАБЛЮДЕНИЕ СОЛИТОННЫХ ЯВЛЕНИЙ СПИНОВЫХ ВОЛН В
МАГНОННЫХ КРИСТАЛЛАХ
5Л. Импульсное возбуждение солитонов огибающей спиновых
волн в магнонных кристаллах
5ЛЛ. Экспериментальный макет, экспериментальная установка и методика измерений
5Л.2. Полученные результаты и их обсуждение
5.2. Возникновение собственной модуляционной неустойчивости и монохроматическое возбуждение солитонов огибающей спиновых волн в магнонных кристаллах
5.2.1. Экспериментальный макет, экспериментальная установка и методика измерений
5.2.2. Полученные результаты и их обсуждение
5.3. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК РАБОТ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Второй этап исследования магнитных периодических структур начинается в 2001-2004 гг. после опубликования работ [10-13], посвященных двухмерным периодическим магнитным средам, и продолжается до настоящего момента. Следует отметить, что в научной литературе магнитные пространственнопериодические структуры имеют два различных названия: до опубликования работ [10-13] их называли “магнитными периодическими структурами”, после опубликования вышеозначенных работ повсеместно стал употребляться термин “магнонный кристалл”. В данной диссертации термины “магнонный кристалл” и “магнитная пространственно-периодическая (периодическая) структура” используются как синонимы.
На втором этапе исследования продолжается изучение “традиционных” МК, например, изготовленных путем периодической модуляции поверхности пленки ЖИГ (см. работу [62] и ссылки в ней). В этих работах передаточные характеристики исследовались как теоретически, так и экспериментально. Теоретический расчет, как и в [25], производился при помощи аппарата волновых матриц передачи. Полученные результаты находились в хорошем соответствии с экспериментально полученными зависимостями. Отражение спиновых волн от наклонно расположенного магнонного кристалла изучалось в [63, 64].
Следует отметить, что также было предложено два способа реализации двухмерных магнонных кристаллов (см. рисунок 1.3 (з)). Первый тип получался путем травления периодической системы отверстий в пленке ферримагнетика (пленке ЖИГ [11] или ниобия [65]), второй - заполнением системы отверстий внутри одного магнитного материала вторым, с иными магнитными свойствами [12, 13]. Было продемонстрировано, что волны, распространяющиеся в плоскости двухмерного магнонного кристалла, обладают анизотропией спектра. Влияние геометрии (коэффициента заполнения периодической структуры) магнонного кристалла на петлю гистерезиса намагниченности образца изучалось в работе [66].