Сверхслабозатухающие неотражённые спиновые волны в магнитных диэлектриках

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

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. 

 

Стрейн-магнитооптика: деформационная зависимость поглощения и отражения света в магнитострикционных ферритах

Ю.П. Сухоруков, А.В. Телегин, Н.Г. Бебенин, А.П. Носов

Обнаружена прямая зависимость между магнитоупругими свойствами и поглощением и отражением неполяризованного света в инфракрасном диапазоне спектра в монокристаллах феррит-шпинели CoFe2O4 с большой величиной магнитострикции. Показано, что влияние магнитного поля на оптические свойства CoFe2O4 является непрямым: магнитное поле индуцирует деформацию кристаллической решетки, что приводит к изменению электронной структуры феррита и, как следствие, изменению спектров поглощения и отражения света. Наблюденный эффект знаменует создание новой ветви стрейнтроники – стрейн-магнитооптики. Результаты имеют существенное значение для развития физики магнитных явлений, расширения области применимости стрейнтроники и создания новых функциональных структур и устройств на ее основе.

 

Гигантское магнитоотражение и магнитопропускание в ртуть-кадмиевых шпинелях

А.В. Телегин, Ю.П. Сухоруков, Н.Н. Лошкарёва, Н.Г. Бебенин, Е.В. Мостовщикова, С.В. Наумов, Р.И. Зайнуллина, В.Д. Бессонов, Е.И. Патраков, А.А. Бучкевич

Обнаружено гигантское магнитоотражение и магнитопропускание неполяризованного излучения в ферромагнитных шпинелях Hg1-xCdxCr2Se4. Определены физические механизмы, ответственные за эффекты, и даны рекомендации для создания магнитооптических устройств инфракрасного диапазона.

 

Новый магнитооптический материал на основе наноструктурированного Nd0.5Sr0.5MnO3

Е.В. Мостовщикова, Н.Н. Лошкарева, А.В. Телегин, Б.А. Гижевский, С.В. Наумов, В.Р. Галахов, В.В. Месилов

Создан новый материал – композит на основе наноструктурированного манганита Nd0.5Sr0.5MnO3  для магнитооптических устройств, работающих на эффекте магнитопропускания (изменении интенсивности прошедшего света в инфракрасном диапазоне при приложении внешнего магнитного поля), отличающийся широким рабочим температурным и спектральным интервалом по сравнению с пленками и композитами на основе крупнозернистых манганитов. Расширение температурного и спектрального интервала, связанное с изменением магнитного и зарядового состояния при наноструктурировании манганита, открывает возможность использования магнитооптических устройств в широком температурном интервале без термостабилизации. Получен патент РФ на полезную модель «Модулятор инфракрасного излучения» № 129665, Бюллетень №18 (2013).

 

Твердотельный мазер субмиллиметрового диапазона с плавной перестройкой частоты и накачкой током поляризованных по спину электронов

Н.А. Виглин, В.В. Осипов, В.В. Устинов, С.В. Наумов, В.М. Цвелиховская

Исследованы явления, сопровождающие транспорт поляризованных по спину электронов в контактных структурах на основе полупроводника InSb и ферромагнитных полупроводников. Зарегистрировано электромагнитное излучение в диапазоне миллиметровых и субмиллиметровых волн с характеристиками, соответствующими стимулированному излучению при переходах между Зеемановскими уровнями электронов проводимости в InSb.

 

Высокоплотные нанокристаллические керамики на основе оксидов переходных металлов

Б.А. Гижевский, Ю.П. Сухоруков, С.В. Наумов, Т.И. Арбузова, Н.В. Костромитина

Разработан новый способ получения нано- и субмикронных плотных оксидных керамик посредством воздействия на крупнозернистый порошок или керамику интенсивных динамических деформаций. Деформации создаются сферически сходящимися ударными волнами с помощью взрывных устройств. Получены высокоплотные прочные нанокерамики с новым уровнем физических, химических и механических свойств, перспективных для функциональных применений.

 

Интерфейсная модель огромного магнитосопротивления в неоднородном ферромагнитном полупроводнике

Н.И. Солин, В.В. Устинов, С.В. Наумов

Исследован новый источник достижения больших значений магнитосопротивления в магнитных материалах, основанный на возникновении обедненного слоя, контактной разности потенциалов Uc = EFn – EFp на границе раздела двух полупроводников с разными уровнями Ферми EFn и EFp, на изменении в ферромагнитном полупроводнике контактной разности потенциалов, толщины и электросопротивления этого интерфейсного слоя от напряженности магнитного поля.

 

Оптическая спектроскопия манганитов с колоссальным магнитосопротивлением

Ю.П. Сухоруков, Н.Н. Лошкарева, Е.В. Мостовщикова, А.В. Телегин, Л.В. Номерованная, А.А. Махнев

Методами оптического  поглощения, отражения и эллипсометрии изучена эволюция оптических спектров и электронной структуры легированных манганитов. Сравнительный анализ оптических, магнитооптических и магнитотранспортных свойств позволил получить информацию об электронной структуре, её связи с магнитным  упорядочением и о зарядовом и магнитном разделении фаз в манганитах с колоссальным магнитосопротивлением. Для описания спектров использовались различные модели (зонная, кластерный метод и теория эффективной среды). Изготовлен модулятор ИК-излучения, работающий на основе эффекта гигантского магнитопропускания в пленке манганита, при комнатной температуре.