Гигагерцовые резонансные акустические эффекты в тонких плёнках ферромагнитных полупроводников и опалов

• Автор: Саласюк, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Пикосекундная акустика (обзор литературы) Ц

§1.1. Экспериментальные методы пикосекундной акустики. Ц

1.1.1. Генераірія пикосекундных штульсов деформации

1.1.2. Детектирование пикосекундных штульсов деформации

1.1.3. Распространение пикосекундных импульсов деформации. 24 § 1.2. Пикосекундная акустика в наноструктурах

1.2.1. Полупроводниковые диоды и гетероструктуры

1.2.2. Полупроводниковые сверхрешётки

1.2.3. Оптические микрорезонаторы и фоноиные панорезонаторы. * '

§1.3. Ферромагнитные полупроводники

1.3.1. Природа ферромагнетизма в ферромагнитных полупроводниках.
1.3.2. Магнитная анизотропия (Са,Мп)Ах
Глава 2. Сверхбыстрое управление намагниченностью
ферромагнитных полупроводников методами
пикосекундной акустики.
§2.1. Методы управления намагниченностью. Постановка задачи. 44 § 2.2. Экспериментальная методика. Исследуемые структуры
2.2.1. Идея эксперимента
2.2.2. Схема эксперимента
2.2.3. Принцип детектирования кинетики намагниченности
2.2.4. Исследуемые структуры
§ 2.3 Основные экспериментальные результаты
2.3.1. Стационарные кривые намагниченности
2.3.2. Кинетические сигналы, индуцированные пикосекундными импульсами деформации.
2.3.3. Вклад теплового импульса в кинетический сигнал
2.3.4. Зависимости от плотности возбуждения
2.3.5. Полевые зависимости кинетических сигналов
§ 2.4. Обсуждение экспериментальных результатов
2.4.1. Механизм возбуждения прецессии намагниченности
2.4.2. Распространение импульса деформации в ферромагнитном слое.
2.4.3.Влияние импульса деформации па магнитокристаллическую анизотропию. Моделирование прецессии намагниченности.

2.4.4. Сравнение модельных расчётов с теорией. Основные выводы главы 2.

Глава 3. Селективное возбуждение спиновых волн
в ферромагнитных полупроводниковых плёнках методами пикосекундной акустики.
§3.1. Постановка задачи.
§ 3.2. Описание эксперимента.
3.2.1. Идея эксперимента.
3.2.2. Схема эксперимента.
3.2.3. Особенности детектирования кинетики намагниченности в поперечном магнитном поле.
§ 3.3. Экспериментальные результаты.
3.3.1. Кинетические сигналы.
3.3.2. Кинетика осцилляций проекций намагниченности.
3.3.3. Фурье-анализ осцилляций намагниченности.
§ 3.4. Обсуждение результатов.
3.4.1. Анализ кинетики намагниченности. Уравнение Ландау-Лифшица.
3.4.2. Анализ Фурье-компонент импульса деформации.
3.4.3. Пространственная форма стоячих спиновых волн. Граничные условия.
3.4.4. Сравнение теории с экспериментом.
Основные выводы главы 3.
Глава 4. Возбуждение и детектирование упругих колебаний в гиперзвуковых фотонно-фононных кристаллах.
§ 4.1. Гиперзвуковые кристаллы. Постановка задачи.
§ 4.2. Оптические и акустические свойства плёночных синтетических опалов.
4.2.1. Оптические свойства синтетических опалов.
4.2.2. Акустические свойства синтетических опалов.
§ 4.3. Экспериментальная методика. Исследуемые структуры.
4.3.1. Идея эксперимента.
4.3.2. Схема эксперимента.
4.3.3. Исследуемые структуры.
§ 4.4. Экспериментальные результаты.
4.4.1. Кинетические сигналы.
4.4.2. Эластооптический эффект в опалах. Угловая зависимость кинетических сигналов.

§ 4.5. Обсуждение результатов
4.5.1. Фурье-анализ кинетических сигналов
4.5.2. Спектрально-временная эволюция возбуждаемых мод. Сравнение с теорией.
Основные выводы главы
Заключение
Литература
Публикации по теме диссертации
Цитируемая литература

Мы рассмотрели, как пикосекундные импульсы деформации изменяют электрические и оптические свойства наноструктур, а также как сами наноструктуры изменяют спектр и форму импульсов деформации. Однако до сегодняшнего дня остаётся неисследованным влияние пикосекундных импульсов деформации на магнитные свойства ферромагнитных
наноструктур. В настоящей работе методы пикосекундной акустики будут применяться для исследования возможности сверхбыстрого управления намагниченностью ферромагнитных полупроводниковых наноструктур, как наиболее перспективных и динамически развивающихся материалов
современной спинтроники. Поэтому в следующем параграфе мы подробно рассмотрим основные свойства ферромагнитных полупроводников.
§ 1.3. Ферромагнитные полупроводники.
1.3.1. Природа ферромагнетизма в ферромагнитных полупроводниках.
Известно, что причиной ферромагнетизма в материале является коллективная спиновая упорядоченность, приводящая к появлению
макроскопической спонтанной намагниченности, которая сохраняется в ферромагнетике вплоть до температуры Кюри. Большинство традиционных ферромагнетиков — металлы, которые являются хорошими проводниками. Создание ферромагнетизма в полупроводниках — одна из основных задач современной спинтроники. Решив эту задачу, станет возможным, например, интегрировать энергонезависимые магнитные запоминающие устройства с традиционными электронными устройствами в одном чипе, а также создать множество иных приложений.
И хотя уже известны некоторые ферромагнитные полупроводники, как, например, магнетит, где все составляющие вещество ионы являются магнитными (т.н. «концентрированные магнетики»), наибольший интерес на сегодняшний день представляют ферромагнетики на основе немагнитных полупроводников, равномерно легированных малым количеством ионов