Локк Э. Г., Герус С. В., Анненков А. Ю., Ростами Х. Р., Попов Р. С., Воронов В. И., Шемшур М. М. Исследование спинволновых возбуждений в невзаимных магнонных кристаллах и ферромагнитных пленочных структурах. Отчет по проекту. ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Фрязино, 2016.
Полный текст не доступен из этого репозитория.Аннотация
Получены дисперсионные уравнения для электромагнитных волн, распространяющихся в касательно намагниченной до насыщения структуре диэлектрик-феррит-диэлектрик (ДФД), у которых внешние поверхности диэлектрических слоев граничат либо с идеально проводящей плоскостью, либо с идеальной магнитной стенкой (обеспечивающей равенство нулю тангенциальных компонент СВЧ магнитного поля). Для исследуемой структуры сформулировано мнемоническое правило, аналогичное известному для уравнений Максвелла принципу перестановочной двойственности: применяя указанное правило при замене в структуре какой-либо границы (например, проводящей плоскости на магнитную стенку) можно получить (без вывода) дисперсионное уравнение для новой структуры. Рассчитаны дисперсионные зависимости электромагнитных волн в структуре феррит-диэлектрик, граничащей с двумя магнитными стенками, для различной толщины диэлектрического слоя. Установлено, что в ферритовой пластине, граничащей с двумя магнитными стенками, и в ферритовом полупространстве, граничащем с магнитной стенкой, спиновые волны представляют собой поверхностную поперечную TEM (или T-) волну с невзаимными свойствами и, в отличие от TEM волн в полосковых и двухпроводных линиях, имеют нормальную к поверхности компоненту магнитного поля и параллельную поверхности компоненту электрического поля. Показано, что в ферритовой пластине, одна поверхность которой граничит с вакуумом, а другая – с магнитной стенкой, спиновые волны можно считать одно-направленными. Получены уравнения для векторных линий СВЧ магнитного поля, магнитной индукции и намагниченности поверхностной спиновой волны, распространяющейся перпендикулярно однородному внешнему магнитному полю в касательно намагниченных до насыщения ферритовой пластине и структуре диэлектрик-феррит-диэлектрик, граничащей с идеальным металлом или идеальной магнитной стенкой. Рассчитаны пространственные картины векторных линий СВЧ магнитного поля, намагниченности, магнитной индукции и электрического поля спиновой волны в ферритовой пленке и в перечисленных выше структурах. Найдено, что в ферритовой пластине векторные линии магнитной индукции спиновой волны образуют противоположно направленные вихри, локализованные вблизи обеих поверхностей ферритовой пластины, тогда как векторные линии магнитного поля волны не характеризуются вихревой структурой. Показано, что изменения электрического поля и магнитной индукции спиновой волны взаимосвязаны: внутри ферритового слоя существует граничная плоскость, на которой амплитуда электрического поля равна нулю, и которая одновременно является границей между двумя противоположно направленными вихрями магнитной индукции. Установлено, что описанная выше картина векторных линий электромагнитного поля спиновой волны характерна в целом и для структур типа диэлектрик-феррит-диэлектрик, граничащих с идеальным металлом или идеальной магнитной стенкой. Найдено, что при приближении металлического экрана к поверхности феррита происходит уменьшение объёма пространства, в котором локализованы ближние к экрану вихри магнитной индукции, причем, когда экран граничит с поверхностью феррита, ближние к экрану вихри не возникают. Обнаружено, что при приближении магнитной стенки к поверхности феррита происходит уменьшение интенсивности дальних вихрей (локализованных у дальней поверхности феррита) и при определенном расстоянии между магнитной стенкой и ферритом дальние вихри перестают существовать, а пространство, где были локализованы дальние вихри, занимают ближние вихри магнитной индукции. Таким образом, показано, что поверхностную спиновую волну в ферритовой пластине и в исследованных структурах можно рассматривать как распространяющиеся во времени и пространстве вихри магнитной индукции. Рассчитаны изочастотные зависимости электромагнитных волн в неограниченной ферромагнитной среде. Найдено, что электромагнитные волны, имеющие большие волновые числа (или спиновые волны), характеризуются незамкнутыми изочастотными зависимостями, обуславливающими наличие углов отсечки волнового вектора. Получена формула, описывающая зависимость углов отсечки от частоты и параметров среды. Установлено, что в остальных случаях распространение электромагнитных волн характеризуют замкнутые изочастотные зависимости. Найдено, что изочастотные зависимости спиновых волн могут иметь точки перегиба, из-за чего в ферромагнитной среде могут возникать два отраженных луча (при отражении волны внутрь ферритового полу-пространства) или два преломленных луча (при преломлении внешней волны в ферритовое полупространство). Разработана методика по измерению распределения спиновых волн в плоскости ферритовых пленочных структур. Данная методика позволяет получать и визуализировать распределение спиновых волн сразу для ряда частот путем однократного зондирования поверхности ферритовых структур. Перспективность разработанной методики подтверждена исследованиями распределения спиновых волн в ферритовой плёнке и в плоском магнонном кристалле. С помощью данной методики исследованы размывание области непропускания магнонного кристалла, трансформация луча спиновой волны с изменением частоты и изменение направления распространения лучей спиновых волн. Найдено, что увеличение угла между осью y и вектором решётки магнонного кристалла ведёт к увеличению ширины полосы непропускания и характерному увеличению декремента затухания. В магнонном кристалле, созданном на основе структуры феррит–диэлектрик–металл, обнаружены невзаимные свойства, проявляющихся в различии АЧХ, а также дисперсионных характеристик волн, распространяющихся в противоположных направлениях. Разработан способ локальной диагностики для исследования магнитополевых зависимостей плотности захваченного магнитного потока и размагничивающего фактора высоко-температурных сверхпроводников. Данный способ позволяет произвести захват магнитного потока как в однородном, так и в локальном магнитных полях с возможностью плавного изменения пространственного масштаба приложенного магнитного поля. Кроме параметров высокотемпературных сверхпроводников с помощью данного способа можно исследования различные параметры и характеристики магнитного состояния (такие, как магнитная микро-структура, магнитный момент, магнитная индукция, внутренние и внешние поля размагничивания, магнитная релаксация и др.) ферромагнетиков, антиферромагнетиков, магнитных жидкостей, и других физических объектов.
| Тип объекта: | Отчет (Отчет по проекту) |
|---|---|
| Подразделения (можно выбрать несколько, удерживая Ctrl): | 256 лаб. акустомагнитных явлений 258 лаб. исследования СВЧ свойств ферромагнитных материалов |
| URI: | http://cplire.ru:8080/id/eprint/5251 |
 |
Изменить объект |
