Дисперсионные характеристики спиновых волн в наноразмерном магнонном кристалле

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Приведены результаты исследования особенностей распространения спиновых волн в магнонном кристалле на основе наноразмерной ферромагнитной пленки с периодической системой канавок на поверхности. Микромагнитное моделирование проведено в среде MuMax3. Установлено, что на дисперсионной характеристике магнонного кристалла вблизи каждой основной ширинной моды формируются дополнительные гибридные моды. Соотношение ширин столбик/канавка влияет на распределение энергии между гибридными модами и на частоту отсечки основных мод. Проанализировано влияние соотношения ширин столбик/канавка на формирование запрещенных зон на основе дисперсионных и амплитудно-частотных характеристик. Показано, что наиболее выраженные запрещенные зоны наблюдаются для больших соотношений ширин столбик/канавка. Также увеличение соотношения ширин столбик/канавка и увеличение глубины канавки приводит к увеличению количества порядков выраженных брэгговских резонансов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Балаева

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Email: mamorozovama@yandex.ru
Россия, ул. Астраханская, 83, Саратов, 410012

Д. В. Романенко

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Email: mamorozovama@yandex.ru
Россия, ул. Астраханская, 83, Саратов, 410012

М. А. Морозова

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Автор, ответственный за переписку.
Email: mamorozovama@yandex.ru
Россия, ул. Астраханская, 83, Саратов, 410012

Список литературы

  1. Гуляев Ю.В., Никитов С.А. // ДАН. Сер. Физика. 2001. Т. 380. С. 469.
  2. Kruglyak V.V., Dvornik M., Mikhaylovskiy R.V. et al. Metamaterial. / Ed. by X.-Y. Jiang. L.: InTechOpen, 2012. P. 341.
  3. Chumak A.V., Serga A.A., Hillebrands B. // J. Phys.: Appl. Phys. 2017. V. 50. № 24. P. 244001.
  4. Frey P., Nikitin A.A., Bozhko D.A. et al. // Commun. Phys. 2020. V. 3. № 1. Article No. 17.
  5. Goto T., Shimada K., NakamuraY. et al. // Phys. Rev. Appl. 2019. V. 11. № 1. P. 014033.
  6. Chumak A.V., Kabos V.P., Wu M. et al. // IEEE Trans. 2022. V. MAG-58. № 6. Article No. 0800172.
  7. Barman A., Gubbiotti G., Ladak S. et al. // J. Phys.: Cond. Matt. 2021. V. 33. № 41. P. 413001.
  8. Wang Q., Kewenig M., Schneider M. et al. // Nature Electronics. 2020. V. 3. № 12. V. 765.
  9. Sadovnikov A.V., Beginin E.N., Morozova M.A. et al. // Appl. Phys. Lett. 2016. V. 109. № 4. P. 042407.
  10. Wang Zh.K., Zhang V.L., Lim H.S. et al. // ACS Nano. 2010. V. 4. № 2. P. 643.
  11. Böttcher T., Ruhwedel M., Levchenko K.O. et al. // Appl. Phys. Lett. 2022. V. 120. № 10. P. 102401.
  12. Wang Q., Verba R., Heinz B. et al. // arxiv.org/pdf/2207.01121.
  13. Sheshukova S.E., Beginin E.N., Sadovnikov A.V. et al. // IEEE Magnetics Lett. 2014. V. 5. Article No. 3700204.
  14. Дроздовский А.В., Черкасский М.А., Устинов А.Б. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2010. Т. 91. № 1. С. 17.
  15. Ustinov A.B., Kalinikos B.A., Demidov V.E., Demokritov S.O. // Phys. Rev. B.2010. V. 81. № 18. P. 180406.
  16. Morozova M.A., Lobanov N.D., Matveev O.V. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2023. V. 584. P. 171051.
  17. Collet M., Gladii O., Evelt M. et al. // Appl. Phys. Lett. 2017. V. 110. № 9. P. 092408.
  18. Evelt M., Demidov V.E., Bessonov V. // Appl. Phys. Lett. 2016. Т. 108. № 17. P. 172406.
  19. Morozova M.A., Matveev O.V., Romanenko D.V. et al. // Phys. Rev. B. 2024. V. 110. № 10. P. 104408.
  20. Morozova M.A., Matveev O.V., Markeev A.M. et al. // Phys. Rev. B. 2023. V. 108. № 17. P. 174407.
  21. Wang Q., Rippo P., Verba R. et al. // Science Advances. 2018. V. 4. № 1. P. e1701517.
  22. Gruszecki P., Kasprzak M., Serebryannikov A.E. et al. // Scientific Reports. 2016. V. 6. Article No. 22367.
  23. Qin H., Hämäläinen S.J., Arjas K. et al. // Phys. Rev. B. 2018. V. 98. № 22. P. 224422.
  24. Goto T., Yoshimoto T., Iwamoto B. et al. // Scientific Reports. 2019. V. 9. Article No. 16472.
  25. Wang Q., Chumak A.V., Pirro P. // Nature Commun. 2021. V. 12. № 1. P. 2636.
  26. Wojewoda O., Holobrádek J., Pavelka D. et al. // Appl. Phys. Lett. 2024. V. 125. № 13. P. 132401.
  27. Sadovnikov A.V., Beginin E.N., Odincov S.A. et al. // Appl. Phys. Lett. 2016. V. 108. № 17. P. 172411.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Дисперсионные характеристики с обозначением порядка мод n при различной ширине структуры: (а) – ферромагнитная пленка без канавок, w = 1 мкм; (б) – МК, w = 1 мкм; (в) – МК, w = 1 мкм (увеличенный масштаб); (г) – МК, w = 3 мкм; (д) – МК, w = 5 мкм; (е) – МК, w = 10 мкм. Остальные параметры: h = 20 нм, Δ = 12 мкм, a/b = 6/6.

Скачать (675KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дисперсионные характеристики с обозначением запрещенных зон при различных значениях отношения a/b: 1/5 (а); 2/4 (б); 3/3 (в); 4/2 (г); 5/1 (д). Остальные параметры: Δ = 6 мкм, w = 1 мкм, h = 20 нм.

Скачать (589KB)
Метаданные
4. Рис. 3. АЧХ с обозначением запрещенных зон при различных значениях отношения a/b: 1/5 (а); 2/4 (б); 3/3 (в); 4/2 (г); 5/1 (д). Остальные параметры: Δ = 6 мкм, w =1 мкм, h = 20 нм.

Скачать (263KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Дисперсионные характеристики с обозначением запрещенных зон при различных значениях отношения a/b: 1/5 (а); 2/4 (б); 3/3 (в); 4/2 (г); 5/1 (д). Остальные параметры: Δ = 6 мкм, w = 1 мкм, h = 30 нм.

Скачать (575KB)
Метаданные
6. Рис. 5. АЧХ с обозначением запрещенных зон при различных значениях отношения a/b: 1/5 (а); 2/4 (б); 3/3 (в); 4/2 (г); 5/1 (д). Остальные параметры: Δ = 6 мкм, w = 1 мкм, h = 30 нм.

Скачать (267KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025