НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o025.pdf (1025.52Кб)

УДК 538.975

Россия, Калужский  филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана

Цель работы состояла в изучении характеристик магнитостатических волн в касательно намагниченных плёнках с кристаллографическими ориентациями типа {100} и {110}. Свойства симметрии плоскостей {100} и {110} позволяют задавать ориентацию вектора намагниченности всего одной угловой переменной, поскольку этот вектор также как и намагничивающее поле будет расположен в плоскости плёнки. Данное обстоятельство существенно упрощает расчёты. Выведены законы дисперсии магнитостатических волн и на их основе рассчитаны температурные коэффициенты частот. Выполнен анализ угловых зависимостей полученных выражений. Особое внимание было уделено ориентациям вектора намагниченности, совпадающим с направлениями касательных кристаллографических осей типа <100>,<110>,<111>. Эти направления характеризуются экстремальными значениями частот и их температурных коэффициентов. Исследованы условия, при выполнении которых в угловой зависимости температурного коэффициента частоты имеется нулевое значение. Исследование заключалось в анализе знака температурного коэффициента для направлений <100> и <110> в плёнке с ориентацией {100} и для направлений <100> и <111> в плёнке {110}. Условия инверсии знака приводят к неравенствам, связывающим между собой магнитные параметры плёнки. Проанализированы условия термостабилизации частот из спектра поверхностной магнитостатической волны в плёнке железоиттриевого граната. Выяснено, что в плёнках с ориентациями {100} и {110} такие условия могут быть выполнены в длинноволновой части спектра. При этом температурный коэффициент положителен для оси типа <100> и отрицателен для осей типа <100> и <110>. Для сравнения, плёнки с ориентацией {111} обладают слабой анизотропией характеристик поверхностной волны. В таких плёнках температурный коэффициент отрицателен для всех касательных направлений. Приведены результаты экспериментальных исследований плёнок железоиттриевого граната с ориентацией типа {100}. Продемонстрирована возможность термостабилизации частот поверхностной волны в этих плёнках. Результаты работы могут быть использованы для улучшения характеристик плёночных материалов и для повышения термостабильности спин-волновых устройств.

1. Glass H.L. Ferrite films for microwave and millimeter-wave devices // Proceedings of the IEEE . 1988. Vol . 76, no . 2 . P . 151-158. DOI: 10.1109/5.4391
2. Вашковский А.В., Стальмахов В.С., Шараевский Ю.Г. Магнитостатические волны в электронике СВЧ. Саратов: Изд-во СГУ, 1993. 316 с.
3. Шагаев В.В. Влияние кубической анизотропии на температурные характеристики магнитостатических волн в ферритовых пленках, намагниченных в плоскости // Журнал технической физики. 1998. Т. 68, № 10. С. 99-103.
4. Шагаев В.В. О влиянии магнитной кристаллографической анизотропии на температурные характеристики магнитостатических волн в ферромагнитных плёнках // Физика твёрдого тела. 2003. Т. 45, № 12. С. 2215-2221.
5. Шагаев В.В. Спектр и температурная характеристика поверхностной магнитостатической волны в монокристаллической ферритовой плёнке // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2013. № 3. С. 38-50.
6. Гуревич А.Г., Мелков Г.А. Магнитные колебания и волны. М.: Наука, 1994 . 464 с.
7. Шагаев В.В. Метод расчёта характеристик поверхностных магнитостатических волн в анизотропных ферромагнитных плёнках // Журнал технической физики. 2004. Т . 74, № 10. С . 108-112.
8. Hansen P., Röschmann P., Tolksdorf W. Saturation magnetization of gallium-substituted yttrium iron garnet // Journal of Applied Physics. 1974. Vol. 45, no. 6. P. 2728-2732. DOI: 10.1063/1.1663657
9. Hansen P. Anisotropy and magnetostriction of gallium-substituted yttrium iron garnet // Journal of Applied Physics. 1974. Vol. 45, no. 8. P. 3638-3642. DOI: 10.1063/1.1663830