Сверхслабозатухающие неотражённые спиновые волны в магнитных диэлектриках

Сверхслабозатухающие неотражённые спиновые волны в магнитных диэлектриках

В.Д. Бессонов, В.С. Теплов, А.В. Телегин

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург

 

Спиновые волны (магноны), связанные с переносом углового магнитного момента, являются перспективными для создания миниатюрных устройств обработки данных в ГГц и ТГц диапазонах. В пленках железо-иттриевого граната с различными периодическими искусственными дефектами обнаружен и изучен процесс возникновения неотражённой спиновой волны. Получено, что неотражённая волна распространяется узким волновым пучком вдоль линии дефектов в пленке и далее на расстояния много больше длины свободного пробега простой магнитостатической спиновой волны. Показано, что направления групповой и фазовой скорости неотраженной волны перпендикулярны друг другу, что характерно для краевых мод. Таким образом природа неотраженной волны в магнитных диэлектриках, например, пленках железо-иттриевого граната, связана с чисто волновыми процессами в анизотропных средах. Результаты работы демонстрируют перспективность искусственно-созданных микродефектов для управления фокусировкой и затуханием спиновых волн в магнитных пленках, что является необходимым для создания планарных интегральных схем различных СВЧ-устройств.  

 

 

Рис. 1. Слева – Геометрия эксперимента. Линия дефектов расположена под углом к внешнему магнитному полю и СВЧ-антенне. Справа – Карта распределения интенсивности спиновых волн в пленке ЖИГ (ось ОХ – СВЧ-антенна, дефекты в виде линии квадратов). 

 

Область применения: Полученный эффект может быть использован при производстве компонент микросхем для повышения КПД и управления СВЧ сигналом и для создания высоко-интегрированных электронных устройств излучения, передачи и обработки данных в СВЧ-диапазоне.

 

  1. Особенности распространения неотраженной волны в дефектных пленках ЖИГ / В.Д. Бессонов, В.С. Теплов, А.В. Телегин // Журнал Радиоэлектроники. — 2019. — V. 10. — P. 4—16.
  2. Single antidot as a passive way to create caustic spin-wave beams in yttrium iron garnet films / R. Gieniusz, H. Ulrichs, V.D. Bessonov, U. Guzowska, A.I. Stognii, A. Maziewski // Applied Physics Letters. — 2013. — V. 102. — P. 102409.
  3. An antidot array as an edge for total non-reflection of spin waves in yttrium iron garnet films / R. Gieniusz, V.D. Bessonov, U. Guzowska, A.I. Stognii, A. Maziewski // Applied Physics Letters. — 2014. — V. 104. — P. 082412.
  4. Spin waves in magnetic films with antidots / V.D. Bessonov, A.V. Telegin, S.O. Demokritov // Physics of Metals and Metallography. — 2018. — V. 113. — P. 27.

 

Научно-популярное эссе