Исследование спин-волнового резонанса при диссипативном механизме закрепления спинов

• Автор: Сабаев, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 151 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

§1.1. Явление ферромагнитного резонанса

§ 1.2. Спиновые волны

§ 1.3. Спин-волновой резонанс в пленках с поверхностной

анизотропией

§ 1.4. Спин-волновой резонанс при динамическом механизме закрепления спинов

§1.5. Спин-волновой резонанс в многослойных пленках

ГЛАВА П. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
§ 2.1. Пленки ферритов-гранатов. Структура и физические
свойства
§2.2. Получение многослойных эпитаксиальных пленок ферритов-гранатов. Измерение основных параметров пленок. Химическое травление
§2.3. Проведение температурных и угловых измерений
§2.4. Радиоспектрометр магнитного резонанса. Регистрация и измерение параметров спектров спин-
волнового резонанса

ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРОВ СПИН-ВОЛНОВОГО РЕЗОНАНСА ПРИ ДИССИПАТИВНОМ И СМЕШАННОМ МЕХАНИЗМАХ ЗАКРЕПЛЕНИЯ СПИНОВ
§3.1 Диссипативный механизм закрепления спинов
§3.2 Расчет спектров спин-волнового резонанса при диссипативном и смешанном механизмах закрепления
§3.3 Влияние параметров слоя закрепления на спектры
спин-волнового резонанса
§3.4 Влияние области затухания спиновых волн в слое закрепления на интенсивность линий спин-волнового резонанса
§3.5 Анизотропия спектров спин-волнового резонанса при
диссипативном механизме закрепления спинов
§3.6 Пространственная дисперсия спиновых волн в многослойных магнитных пленках, обусловленная действием слоя закрепления
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Введение
Ферромагнитный резонанс (ФМР) проявляется в избирательном поглощении энергии электромагнитного поля ферромагнитным веществом и представляет собой разновидность более общего явления - электронного магнитного (спинового) резонанса [1-3]. ФМР был предсказан, исходя из классических соображений, Аркадьевым и, исходя из квантовых соображений, Дорфманом [4]. Начало современной теории ферромагнитного резонанса было положено работой Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшица [5], которая внесла ясность в вопрос о поведении ферромагнетика в сверхвысокочастотном (СВЧ) поле. Экспериментально ферромагнитное резонансное поглощение было обнаружено Гриффитсом [6] и, независимо, В. К. Завойским [7].
Наличие сильной корреляции между магнитными моментами атомов магнитоупорядоченных веществ обуславливает возможность существования в таких системах, кроме однородной прецессии, неоднородных магнитных колебаний - спиновых волн, существование которых было предсказано
Ф.Блохом. При малых значениях волнового числа {к = 2п/X < 104сш-1) обменное взаимодействие в большинстве практически важных случаев не играет существенной роли в формировании спектра волн, и такие волны называют дипольными спиновыми волнами. Исторически эти волны получили в литературе название магнитостатических волн (МСВ). Для нас же практический интерес представляют волны при больших значениях к, при которых влияние обменного взаимодействия существенно. В этом случае в твердом еле возбуждаются обменные спиновые волны, которые чаще всего называют росто спиновыми волнами (СВ). Большую роль в развитии теории этого яв-ения сыграли работы Киттеля [8-10]. Им была предсказана и возможность озбуждения спиновых волн однородным переменным магнитным полем -пин-волнового резонанса (СВР) [9]. Эта возможность'была эксперименталь-о подтверждена Сиви и Танненвальдом [11] на пленках пермаллоя.

Учитывая, что однородным переменным магнитным полем возбуждаются только такие колебания, суммарный переменный магнитный момент которых отличен от нуля, набор возможных значений кт определяется следующим образом. Например, при ^ — со (полное закрепление) кт — (2п + )л/с1 п = 0,1,2,.... (рис. 1.7). Из рис. 1.7 видно, что корням первого уравнения (1.52) соответствуют зависимости /и+(д) симметричные относительно середины пластинки ("Г = с//2 ), а корням второго уравнения (1.53) - антисимметричные.
При Е, < 0 уравнения (1.52) и (1.53) имеют, кроме вещественных, по одному мнимому корню к2П — /г92. Этим решениям соответствуют - гиперболические или поверхностные типы колебаний (рис. 1.8), и изучению которых посвящено большое количество работ [23,26-29,58,59]. Экспериментально поверхностные спиновые волны впервые наблюдались Станковым [30], Салан-ским и Михайловским [31,32]. Антисимметричные граничные условия — 'В, были рассмотрены в работах [33,34].
В случае касательного намагничивания пленки (0/. = тг/2) поле не обращается в нуль. Дисперсионное соотношение в этом случае (при а = 0) имеет вид
2А , 2Л
“ -П. Щ + М К

Нп + АпМп + — - к 2 М
(1.55)
Данное уравнение при фиксированной частоте имеет два корня к 0.
ешение уравнения движения (1.31) совместно с граничными условиями 1.45) можно искать также в виде (1.50), но при произвольном параметре за-
репления ^ колебания с одним значением кх (в выражения для тх и т

пя него войдут две постоянные [2]) не сможет удовлетворить четырем (на