Эффекты гибридизации электромагнитных, спиновых и упругих волн в слоистых феррит-диэлектрических структурах

• Автор: Тихонов, Владимир Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 283 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Выводы

2. ЭФФЕКТЫ ГИБРИДИЗАЦИИ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ И УПРУГИХ ВОЛН

2.1. Быстрые магнитоупругие волны. Теория

. 2.2. Быстрые магнитоупругие волны. Эксперимент

2.3. Нелинейные свойства быстрых магнитоупругих волн

2.4. Выводы

3. ЭФФЕКТЫ ГИБРИДИЗАЦИИ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

3.1. Электромагнитно-дипольные волны
3.2. Быстрые электромагнитно-дипольные и электромагнитно-дипольно-упругие волны
3.3. Выводы
4. ЭФФЕКТЫ ГИБРИДИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ, МАГНИТОСТИЧЕСКИХ И ОБМЕННЫХ СПИНОВЫХ ВОЛН
4.1. Возбуждение обменных спиновых волн в имплантированных пленках ЖИГ
4.2. Выводы
5. ЭФФЕКТЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ГИБРИДИЗАЦИИ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ ВОЛН В ПЛЕНКАХ ЖИГ С ДОМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ
5.1. Магнитостатические и быстрые магнитоупругие волны в
пленках ЖИГ с нерегулярной доменной структурой
5.2. Особенности распространения магнитостатических волн в ненасыщенных субмикронных пленках ЖИГ

5.3. Нелинейные свойства поверхностных магнитостатических волн

в ненасыщенных и слабо насыщенных пленках ЖИГ
5.4. Выводы
6. ЭФФЕКТЫ РАСПРОСТРАНЕНИЕ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ ВОЛН В НАСЫЩЕННЫХ И НЕНАСЫЩЕННЫХ ПЛЕНКАХ ФЕРРОШПИНЕЛИ
6.1. Выводы
7. УСТРОЙСТВА СВЧ НА ОСНОВЕ ГИБРИДНЫХ СПИНОВЫХ ВОЛН
7.1. Узкополосные магнитоакустические фильтры СВЧ
7.2. Электрически управляемые линии задержки, фазовращатели
и модуляторы СВЧ
7.3. Линии задержки на обменных спиновых волнах
7.4. Устройство намагничивания и термостабилизации частоты спинволновых устройств
7.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Развитие современной твердотельной электроники сверхвысоких частот (СВЧ) основывается с одной стороны на создании новых, уникальных по своим свойствам, материалов, а с другой стороны - на поиске новых типов колебаний и волн, пригодных для использования в системах передачи, и обработки информации. Встречное движение этих двух направлений открывает широкие возможности, как в плане расширения фронта научных исследований, так и в плане их практического использования. В этом смысле, исключительный интерес представляют магнитные кристаллы -ферриты, которые характеризуются превосходными магнитными, диэлектрическими и упругими свойствами. Благодаря уникальным магнитным свойствам ферритов, стало возможным практическое использование явления ферромагнитного резонанса- (ФМР) [1] и создание на его основе нового класса невзаимных, частотно-селективных и управляющих устройств. Эти устройства уже нашли применение в радиотехнике, электронике, оптике, вычислительной технике и в ряде других областей. Сформировались самостоятельные научно-технические направления такие, как магнитоэлектроника и магнитооптика [2].
Развитие магнитоэлектроники в диапазоне сверхвысоких частот началось в середине 50-х годов. Этому весьма способствовало создание монокристаллов железоиттриевого граната (ЖИГ) с рекордно узкими линиями ФМР- АН<1Э. Это свойство нашло применение в СВЧ резонаторах на ЖИГ-сферах. Но главное - открылись возможности практического использования особого типа волновых возбуждений — спиновых волн (СВ) [3]. Привлекательность спиновых волн состояла в том, что они обладали исключительно малыми длинами, сравнимыми с радиусом обменного взаимодействия (порядка межатомных расстояний) или радиусом дипольного взаимодействия (взаимодействия магнитных моментов). Характерные длины обменных спиновых волн (ОСВ) составляли порядка А, « 0,01 -г 1 мкм, а дипольных спиновых волн - в литературе их чаще называют

Рис.2.1. Геометрия задачи
Если принять, что с] Ц Ох, то есть ЪМ,Ъй,5ф~ехр[/(до - со /)], то линеаризованные уравнения (2.5), (2,6) справедливые внутри пластины (при 0< л < с/), будут
СмЬи'1 +{рв>1 - СиЧ2)Ьих + 1д(Си +С41/2)5и' = 2М,ЪмЬМ[,
С4,Ьи<; +(рю-С44?2)бМ/ =2МЛ45М;,
С„8< +(рю2-С„д2У*и: + 19(С„ +Сы/2)Ъи[ = 2М0Ь441ЧЬМх, (2.15)
6Мд = -/с/х5ф + 2МД4|х(/?5и. + 5и')+/хя8к' ],
6М, = - здесь и далее штрихом обозначается дифференцирование по нормали к пластине, у и Хд ' диагональная и недиагональная компоненты тензора магнитной восприимчивости. Граничные условия (2.12’) после линеаризации будут иметь вид
[С4+ (б«' + щЬи=)- 2М<ЬфМхЦ, = 0,
[С145н;-2МЛ45Л/„Ц=0, (2.16)
[с115И;+;9(с11-с44/2КЦ=о
Практически удобнее пользоваться не интегральным выражением для ф (2.5), а эквивалентными ему уравнением Пуассона
8ф" - д25ф = /д5Мд при 0<г<с/ (2.17)
и уравнением Лапласа
5ф"-^25ф = 0 при2<0и 2>с1 (2.1В)