Высокочастотные свойства магнитогиротропных слоистых структур

• Автор: Елисеева, Светлана Вячеславовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Глава 1 Высокочастотные свойства магнитоупорядоченных

слоисто-периодических структур

1.1 Основные динамические характеристики ферромагнитных сред

1.2 Магнитные слоисто-периодические структуры

1.3 Динамические свойства полупроводников в магнитном поле

1.4 Основные свойства и методы исследования слоистопериодических структур

1.5 Интерференция встречных электромагнитных волн

Глава 2 Высокочастотные и оптические свойства мультислой-ных структур ферромагнетик - немагнитный диэлектрик
2.1 Основные уравнения для электромагнитных волн в слоистопериодических структурах во внешнем магнитном поле
2.2 Глубина проникновения высокочастотного поля в периодическую структуру ферромагнетик-диэлектрик

2.3 Отражение и прохождение электромагнитной волны в случае

нормального падения на периодическую магнитогиротропную структуру
Глава 3 Электромагнитные волны в периодических структурах
ферромагнетик - полупроводник
3.1 Спектр собственных элктромагнитных воли в мультислойной
структуре ферромагнетик — полупроводник
3.2 Ферромагнетик-диэлектрик
3.3 Фазовая, групповая скорости и затухание в периодической
структуре феррит - полупроводник

3.4 Поверхностные волны на границе периодической структуры
феррит-полупроводник с вакуумом
3.5 Динамический гистерезис прецессии магнитных моментов сло-
^ истой структуры магнитный металл — немагнитный металл с
обменной связью
Глава 4 Интерференция встречных электромагнитных волн в 9 магнитогиротропных средах
4.1 ИВВ в тонком слое при нормальном падении
4.2 ИВВ в тонком слое при наклонном падении
4.3 ИВВ в плоскопараллельном слое на подложке при наклонном
падении
Заключение
Библиографический список
Приложение

Гиротропные свойства кристаллов самым тесным образом переплетаются с проявлениями обычной анизотропии. Гиротропию можно рассматривать как один из видов анизотропии среды, а математически она проявляется в тензорном характере связи между напряженностями электромагнитного поля и индукциями [62, 91, 96, 97, 107, 115, 116, 117, 119, 121, 134, 142]. Тонкая магнитная пленка, как гиротропный элемент, оказывает на СВЧ-ноле слабую реакцию, поскольку объем ферромагнитного вещества в ней очень мал [51, 52, 63, 72, 77, 101, 102, 104]. Увеличение же толщины пленки из-за большой проводимости ограничено глубиной проникновения ноля в образец, которая для металлических ферромагнетиков в диапазоне сантиметровых волн составляет 10~4-s-10-5 см. В связи с этим в последнее время большой размах получили исследования свойств многослойных систем, состоящих из тонких ферромагнитных металлических или полупроводниковых слоев, разделенных немагнитными прослойками. Как показывает эксперимент статическое и динамическое поведение таких систем во многом отличается от поведения однослойных магнитных пленок. Особый интерес в этом плане представляют исследования влияния количества слойв ферромагнитного металла и других параметров тонкопленочной системы на прохождение через нее СВЧ-энергии и глубину проникновения высокочастотного поля в такую систему.
Достигнутый в последние годы прогресс в технологии получения тонких пленок позволил открыть фактически новый класс магнитных материалов — многослойные магнитные структуры с чередующимися ультратонкими (вплоть до одного атомного слоя) магнитными и немагнитными прослойками [7, 12, 32, 46, 47, 56, 61, 65, 69, 81, 84, 95, 99, 105, 106, 111, 112, 114, 120, 130, 131, 135, 141]. Такие структуры проявляют уникальные магнитные, механические и другие свойства и имеют в перспективе широкий спектр областей практического использования, например, в качестве материала-носителя информации в магнитных накопителях ЭВМ с продольным и вертикальным

2.3. Отражение и прохождение электромагнитной волны в случае нормального падения на периодическую магнитогиротроп-ную структуру
Рассмотрим другую геометрию распространения электромагнитной волны в периодической слоистой структуре, состоящей из намагниченных до насыщения слоев ферромагнитного металла толщиной d и слоёв неманцу нитного диэлектрика толщиной с/2 - Считаем, что внешнее подмагничивающее
поле Н ориентировано вдоль лежащей в плоскости слоёв и совпадающей с осью Ох оси легкого намагничивания, а ось Oz направлена перпендикулярно границам раздела слоёв. Теперь будем считать, что электромагнитная волна распространяется вдоль оси Oz (рис. 1).
Магнитная проницаемость ферромагнитных слоев в общем случае является тензорной характеристикой (1.11). Диэлектрическая проницаемость находящегося в намагниченном состоянии ферромагнетика в общем случае также является тензорной характеристикой, однако тензорные свойства, обусловленные электрогиротропией проявляются, как правило, в оптическом диапазоне. Поэтому в настоящей работе диэлектрическая проницае-® мость ферромагнитных слоев принимается скалярной комплексной величиной if = Sf+47ra/iuj, как и в предыдущем случае. Поскольку для исследуемого диапазона частота волны намного меньше эффективной частоты соударений электронов, имеющей для металлов типа железа порядок 1013с-1, удельная проводимость с большой степенью точности равна своему статическому пределу сг(и) — сг(0), причем сг(0) >> с/. Для коллинеарного упорядочения структуры параметры ц и ё/ имеют одинаковый вид для всех магнитных слоев. Будем также считать, что слои диэлектрика характеризуются вещественными скалярными диэлектрической и магнитной проницаемостями и ц,[, а среда, в которую помещена слоистая структура, является вакуумом. ж Решение уравнений Максвелла для каждого из слоев с учетом направления
распространения волны (вдоль оси Oz) и плоскостного подмагничивающего поля, определяющего вид материальных параметров, приводит к двум собственным волнам - ТЕ и ТМ типа. Зависимость от времени всех компонент волнового поля выберем пропорциональной множителю exp (iujt). Определим