1.1. Исследование трансформации поперечных мод при распространении спиновой волны в Г-образном ферритовом волноводе
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНСФОРМАЦИИ ПОПЕРЕЧНЫХ МОД ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ СПИНОВОЙ ВОЛНЫ В Г-ОБРАЗНОМ ФЕРРИТОВОМ ВОЛНОВОДЕ
, 1
Саратовский государственный университет им.
1 Саратовский государственный медицинский университет
E-mail: *****@***com
В настоящее время нерегулярные планарные ферритовые волноведущие структуры представляют большой интерес [1,2]. Такие структуры могут быть использованы как базовые элементы для создания различных устройств функциональной магнитоэлектроники: волноводов, интерферометров, мультиплексоров, фильтров и ответвителей [3]. Вследствие анизотропии тонкопленочных ферритовых структур становится возможным управлять направлением распространения магнитостатических волн (МСВ) путем структурирования магнитного материала на подложке [2].
|
|
а | б |
Рис. 1. а) Схема исследуемой структуры; б) распределение компоненты намагниченности mz при частоте входного сигнала f=5.15 GHz. |
В данной работе исследована динамика распространения МСВ в нерегулярном Г-образном волноводе микронных размеров (рис. 1а), изготовленном из железо-иттриевого граната (ЖИГ). Толщина пленки ЖИГ составляла 10 мкм, ширина обоих плеч Г-образного волновода 500 мкм, 
Гс – намагниченность насыщения пленки ЖИГ. Величина внешнего постоянного магнитного поля составляла 1160 Э.
Проведено численное решение методом конечных разностей во временной области [4] задачи о возбуждении и распространении МСВ в Г-образном волноводе. На рис. 1 б приведен результат расчета распределения mz компоненты намагниченности. Видно, что при возбуждении в ножке суперпозиции первой и третьей мод, в плече возбуждается суперпозиция первой и второй поперечных мод. Данный факт объясняется условиями возбуждения волнового процесса в плече волновода. Для расчета спектра собственных мод ферритового волновода шириной 500 мкм использовался метод конечных элементов. Результаты расчета пространственных распределений первой, второй и третьей поперечных мод структуры приведены на рис. 2. Методом конечных элементов также можно рассчитать дисперсионные характеристики поперечных мод.
Таким образом, в настоящей работе рассмотрено влияние анизотропии формы на направление распространения МСВ при различных направлениях внешнего магнитного поля. Показана возможность управления модовым составом распространяющихся МСВ в волноводе Г-образной формы. Продемонстрирована возможность ответвления МСВ, распространяющейся в Г-образном волноводе. Проведено экспериментальное исследование распространения МСВ в рассматриваемой структуре методом Мандельштам-Бриллюэновской спектроскопии [5]. Результаты численного моделирования находятся в хорошем соответствии с данными экспериментального исследования.
|
|
|
а | б | в |
Рис. 2. Пространственное распределение Hz компоненты напряженности магнитного поля для первой (а), второй (б) и третьей (в) поперечных мод ферритового волновода шириной 500 мкм на частоте f=5.15 GHz. |
Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ (, ) и стипендии президента РФ (СП-313.2015.5).
Библиографический список
1. Sheshukova S., Beginin E., Sadovnikov A., Sharaevsky Yu. P., Nikitov S. // IEEE Magn. Lett. 2014. V. 5.
2. Beginin E. N., Sadovnikov A. V., Sharaevsky Yu. P., Nikitov S. A. // Solid State Phenomena. 2014. V. 215. P. 389.
3. Kruglyak V. V., Demokritov S. O., Grundler D. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. V. 43. P. 264001.
4. Vansteenkiste A., Leliaert J., Dvornik M., Helsen M., Garcia-Sanchez F., Van Waeyenberge B. // AIP Advances. 2014. V. 4. P. 107133.
5. Demokritov S. O., Hillebrands B., Slavin A. N. // Phys. Rep. 348. V. 2001. Pp. 441-489.
Сведения об авторах
– студент, ФНП, СГУ, 4 курс.
– к. ф.-м. н., СГУ. *****@***com
Вид доклада: устный (/ стендовый)
