Модификация дисперсионного спектра поверхностных спиновых волн в двухслойных пленках ЖИГ гибридным магнонным кристаллом
Российский научный фонд, РНФ, 23-79-30027
Пташенко А.С.
1, Садовников А.В.
1
1Саратовский государственный университет, Саратов, Россия

Email: andrey.po3@mail.ru
Поступила в редакцию: 8 сентября 2025 г.
В окончательной редакции: 8 сентября 2025 г.
Принята к печати: 12 ноября 2025 г.
Выставление онлайн: 21 декабря 2025 г.
В настоящей работе методами численного моделирования исследуются физические механизмы взаимодействия поверхностных магнитостатических волн с проводящей средой в гибридной структуре, состоящей из двухслойной пленки железо-иттриевого граната и металлического магнонного кристалла. Основное внимание уделено анализу трансформации дисперсионного спектра поверхностных магнитостатических волн в зависимости от электропроводности металла и его пространственного расположения относительно ферромагнитных слоев. Физической основой взаимодействия является возбуждение вихревых токов в металлическом экране переменным магнитным полем спиновой волны. Эти токи генерируют собственное магнитное поле, которое, в свою очередь, воздействует на волну, приводя к модификации ее дипольного поля и, как следствие, к изменению дисперсионных характеристик. Установлено, что уменьшение электропроводности металла ослабляет эффект экранирования, что проявляется в сглаживании антикроссинга дисперсионных мод и уменьшении ширины брэгговских запрещенных зон. Выявлен пороговый характер влияния проводимости, ниже которого система ведет себя практически как неэкранированная двухслойная пленка железо-иттриевого граната. Показана сильная зависимость эффекта от положения экрана, что объясняется различной степенью перекрытия поля поверхностных магнитостатических волн (локализованных на разных границах) с областью наведенных вихревых токов. Полученные результаты вносят вклад в фундаментальное понимание электродинамики спиновых волн в гибридных структурах феррит-металл. Ключевые слова: магноника, спиновые волны, гибридные магнонные системы, железо-иттриевый гранат, магнонный кристалл, вихревые токи, диполь-дипольное взаимодействие, невзаимность.
- A. Barman, G. Gubbiotti, S. Ladak, A.O. Adeyeye, M. Krawczyk, J. Grafe, C. Adelmann, S. Cotofana, A. Naeemi, V.I. Vasyuchka, B. Hillebrands. J. Phys.: Condens Matter, 33, 41, 413001 (2021)
- B. Flebus, D. Grundler, B. Rana, Y. Otani, I. Barsukov, A. Barman, G. Gubbiotti, P. Landeros, J. Angstrem kerman, U. Ebels, P. Pirro. J. Phys.: Condens Matter, 36, 363501 (2024)
- P.A. Popov, A.Y. Sharaevskaya, E.N. Beginin, A.V. Sadovnikov, A.I. Stognij, D.V. Kalyabin, S.A. Nikitov. J. Magn. Magn. Mater. 476, 423 (2019)
- A.K. Zvezdin, A.S. Logginov, G.A. Meshkov, A.P. Pyatakov. Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 71, 1561 (2007)
- S. Sugahara, J. Nitta. Proc. IEEE 98, 12, 2124 (2010)
- P.G. Baranov, A.M. Kalashnikova, V.I. Kozub, V.L. Korenev, Y.G. Kusrayev, R.V. Pisarev, V.F. Sapega, I.Y. Akimov, M. Bayer, A.V. Scherbakov, D.R. Yakovlev. Phys. Usp. 62, 8, 795 (2019)
- Y. Chai, Y. Liang, C. Xiao, Y. Wang, B. Li, D. Jiang, P. Pal, Y. Tang, H. Chen, Y. Zhang, H. Bai. Nat. Commun. 15, 1, 5975 (2024)
- W. Namiki, Y. Yamaguchi, D. Nishioka, T. Tsuchiya, K. Terabe. Mater. Today Phys. 45, 101465 (2024)
- V.V. Tikhonov, A.S. Ptashenko, A.V. Sadovnikov. J. Phys. D: Appl. Phys. 58, 7, 07LT01 (2024)
- S.A. Odintsov, S.E. Sheshukova, S.A. Nikitov, A.V. Sadovnikov. Phys. Rev. Appl. 22, 1, 014042 (2024)
- H.T. Nguyen, T.M. Nguyen, M.G. Cottam. Phys. Rev. B 76, 13, 134413 (2007)
- D. Sander, S.O. Valenzuela, D. Makarov, C.H. Marrows, E.E. Fullerton, P. Fischer, J. McCord, P. Vavassori, S. Mangin, P. Pirro, B. Hillebrands. J. Phys. D: Appl. Phys. 50, 36, 363001 (2017)
- A.V. Chumak, P. Kabos, M. Wu, C. Abert, C. Adelmann, A.O. Adeyeye, J. Angstrem kerman, F.G. Aliev, A. Anane, A. Awad, C.H. Back. IEEE Trans. Magn. 58, 6, 1 (2022)
- E.N. Beginin, A.V. Sadovnikov, A.Y. Sharaevskaya, A.I. Stognij, S.A. Nikitov. Appl. Phys. Lett. 112, 12, 122401 (2018)
- А.С. Пташенко, С.А. Однинцов, С.Е. Шешукова, А.В. Садовников. ФТТ 66, 6, 789 (2024)
- A.A. Serga, A.V. Chumak, B. Hillebrands. J. Phys. D: Appl. Phys. 43, 26, 264002 (2010)
- S.A. Nikitov, P. Tailhades, C.S. Tsai. J. Magn. Magn. Mater. 236, 3, 320 (2001)
- E.N. Beginin, Y.A. Filimonov, E.S. Pavlov, S.L. Vysotskii, S.A. Nikitov. Appl. Phys. Lett. 100, 25, 252501 (2012)
- S.A. Odintsov, S.E. Sheshukova, S.A. Nikitov, E.H. Lock, E.N. Beginin, A.V. Sadovnikov. J. Magn. Magn. Mater. 546, 168736 (2022)
- В.И. Зубков, Б.П. Нам. ЖТФ 59, 12, 115 (1989)
- D.D. Stancil, A. Prabhakar. Spin Waves. Vol. 5. New York: Springer, 2009
- С.А. Однинцов, Э.Г. Локк, Е.Н. Бегинин, А.В. Садовников. Russ. Technol. J. 10, 4, 55 (2022)
- A.V. Chumak, A.A. Serga, S. Wolff, B. Hillebrands, M.P. Kostylev. J. Appl. Phys. 105, 8, 083903 (2009)
- M.A. Abeed, S. Sahoo, D. Winters, A. Barman, S. Bandyopadhyay. Sci. Rep. 9, 1, 16635 (2019)
- K. Di, V.L. Zhang, M.H. Kuok, H.S. Lim, S.C. Ng, K. Narayanapillai, H. Yang. Phys. Rev. B 90, 6, 060405 (2014)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.