Влияние симметрии граничных условий на спектры спин-волнового резонанса в многослойных магнитных пленках

• Автор: Бажанов, Андрей Григорьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 136 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
§1.1. Ферромагнитный резонанс
§1.2. Спиновые волны. Спин-волновой резонанс в пленках с
поверхностной анизотропией
§1.3. Спин-волновой резонанс при динамическом механизме
закрепления спинов
§1.4. Спин-волновой резонанс в тонких пленках
ГЛАВА II. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
§2.1. Получение многослойных эпитаксиальных пленок
феррит-гранатов
§2.2. Измерение основных параметров пленок
§2.3. Радиоспектрометр магнитного резонанса
§2.4. Регистрация и измерение параметров спектров спин-
волнового резонанса
§2.5. Проведение угловых и температурных измерений
ГЛАВА Ш. ВЛИЯНИЕ СИММЕТРИИ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ НА СПЕКТРЫ СПИН-ВОЛНОВОГО РЕЗОНАНСА В МНОГОСЛОЙНЫХ МАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ.
§3.1. Особенности спектров спин-волнового резонанса при
диссипативном механизме закрепления спинов
§3.2. Модификация дисперсионных зависимостей спектров спин-волнового резонанса в многослойных пленках при изменении симметрии граничных условий
§3.3. Трансформация спектров спин-волнового резонанса в многослойных пленках при переходе через точку Кюри слоя закрепления
§3.4. Угловые зависимости спектров спин-волнового
резонанса в многослойных пленках
§3.5. Исследование температурной зависимости константы обменного взаимодействия методом спин-волнового резонанса
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Сущность явления ферромагнитного резонанса заключается в избирательном поглощении энергии высокочастотного электромагнитного поля ферромагнетиком [1, 2]. Впервые, основываясь на классических представлениях, это явление было предсказано в 1912 г. Аркадьевым. Теория ферромагнитного резонанса была разработана лишь в 1935 г. в работах Ландау-Лифшица [3]. Впервые экспериментально ферромагнитный резонанс наблюдался Завойским [4] и независимо Гриффитсом [5] в металлических пленках в 1946 г.
При ферромагнитном резонансе, когда прецессия магнитных моментов вызывается однородным переменным магнитным полем, все магнитные моменты совершают колебания синфазно - однородная прецессия. Наряду с однородной прецессией в магнитоупорядоченных веществах возможно существование и неоднородных колебаний. Физический механизм возникновения таких колебаний связан с диполь-дипольным взаимодействием, приводящим к возникновению магнитостатических волн, а также обменным взаимодействием, приводящим к возбуждению коротковолновых обменных спиновых волн. Впервые возможность существования спиновых волн была предсказана Блохом [6].
Впоследствии в работе Киттеля [7] было показано, что при определенных условиях, приводящих к закреплению спинов на поверхностях тонких пленок, возможно возбуждение спиновых волн однородным высокочастотным магнитным полем. При этом возбуждаются стоячие спиновые волны. Это явление получило название спин-волнового резонанса (СВР). Впервые экспериментально спин-волновой резонанс был обнаружен Сиви и Танненвальдом [8].
В работах Киттеля предполагалось, что закрепление спинов на поверхностях пленки связано с наличием приповерхностного слоя с сильной магнитной анизотропией отличной от анизотропии основного слоя.

к(к1к1) +к(к2к 2) = 0 (1.40)
Из дисперсионных соотношений (1.29), записанных для каждого из слоев следует, что
В этом выражении величины #0( = со)у - Н - поля однородного резонанса в слоях, / = 1,2 - номер слоя.
Совместное решение уравнений (1.40) и (1.41) позволяет определить возможные значения волновых чисел к в каждом из слоев. Так решение полученной системы уравнений графическим способом показало, что в пленке может возбуждаться два типа спин-волновых (СВ) мод (рис. 1.9). Первый тип соответствует модам с действительным значением волнового вектора к - объемные (гармонические) спин-волновые моды. Второй тип - моды с мнимым значением волнового вектора к - гиперболические спин-волновые моды. Причем соотношение между числом гиперболических и объемных спин-волновых мод в спектре СВР зависит от величины разности полей однородного резонанса в слоях //01 — #02 Из рисунка 1.9 видно, когда поле однородного резонанса в первом слое больше, чем во втором #01 > Я02 (случай С, Б), СВ-моды, возбуждаемые в первом слое, являются гармоническими (им соответствуют действительные значения кл), а во втором - гиперболическими (им соответствуют мнимые значения к2). В этом случае первый слой является дисперсивной средой для спиновых волн (в нем происходит распространение спиновых волн), второй слой - реактивной средой (в этом слое происходит их экспоненциальное затухание).
При изменении знака #01 - Н02, что имеет место, например, при изменении ориентации поля Н с перпендикулярной на параллельную относительно пленки, вначале первые моды, а затем и последующие становятся гиперболиче-