Вышедшие номера
Невзаимное распространение спиновых волн в асимметричной магнонной структуре
Российский научный фонд, 23-79-30027
Грачев А.А. 1, Садовников А.В.1
1Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
Email: stig133@gmail.com
Поступила в редакцию: 28 июля 2023 г.
В окончательной редакции: 13 сентября 2023 г.
Принята к печати: 26 сентября 2023 г.
Выставление онлайн: 1 ноября 2023 г.

Представлено исследование эффектов спин-волновой связи в структуре, состоящей из параллельно ориентированных магнитных микроволноводов на основе пленок железо-иттриевого граната (ЖИГ). Структура представляет собой два ЖИГ-микроволновода, разделенных воздушным зазором в вертикальном направлении, обеспечивающим дипольное взаимодействие между ними, при этом центры микроволноводов сдвинуты друг относительно друга в горизонтальном направлении, образуя асимметричную геометрию вертикально связанных микроволноводов. С помощью микромагнитного моделирования, продемонстрировано явление невзаимного распространения спиновых волн в асимметричной геометрии вертикально связанных микроволноводов. На основе метода конечных элементов рассчитан спектр собственных мод рассматриваемой структуры при изменении полярности внешнего магнитного поля, демонстрирующий изменение дипольной связи вертикально связанных ЖИГ-микроволноводов. Данные результаты свидетельствуют о проявлении невзаимного распространения спиновых волн из нескольких факторов. Во-первых, асимметричное распределение внутреннего магнитного поля относительно центра каждой магнитного микроволновода. Во-вторых, зависимость интеграла перекрытия собственных мод от изменения полярности внешнего магнитного поля. С помощью микромагнитного моделирования показана трансформация длины связи спиновых волн при изменении вертикального зазора между микроволноводами. Полученные в работе результаты расширяют возможности применения рассмотренной структуры в качестве направленного ответвителя спиновых волн. Ключевые слова: невзаимность, магноника, дипольное взаимодействие, связанные структуры.
  1. A. Barman, G. Gubbiotti, S. Ladak, A.O. Adeyeye, M. Krawczyk, J. Grafe, C. Adelmann, S. Cotofana, A. Naeemi, V.I. Vasyuchka, B. Hillebands. J. Phys.: Condens. Matter 33, 413001 (2021)
  2. S.A. Nikitov, A.R. Safin, D.V. Kalyabin, A.V. Sadovnikov, E.N. Beginin, M.V. Logunov, M.A. Morozova, S.A. Odintsov, S.A. Osokin, A.Yu. Sharaevskaya, Yu.P. Sharaevsky, A.I. Kirilyuk. Phys. Usp. 63, 945 (2020)
  3. А.В. Кондрашов, А.Б. Устинов, Б.А. Калиникос. Письма в ЖТФ 36, 5, 62 (2010)
  4. S.J. Hamalainen, M. Madami, H. Qin, G. Gubbiotti, S. van Dijken. Nature Сommun. 9, 1, 4853 (2018)
  5. G. Csaba, A. Papp, W. Porod. Phys. Lett. A 381, 17, 1471 (2017)
  6. M. Balinskiy, H. Chiang, A. Khitun. Aip Adv. 8, 5 (2018)
  7. Ю.К. Фетисов, А.С. Сигов. Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии 10, 3, 343 (2018)
  8. K. Vogt, F.Y. Fradin, J.E. Pearson, T. Sebastian, S.D. Bader, B. Hillebrands, A. Hoffmann, H. Schultheiss. Nature Commun. 5, 3727 (2014)
  9. Z. Zhang, M. Vogel, J. Holanda, M.B. Jungfleisch, C. Liu, Y. Li, J.E. Pearson, R. Divan, W. Zhang, A. Hoffmann, Y. Nie, V. Novosad. Appl. Phys. Lett. 115, 232402 (2019)
  10. Г.М. Дудко, А.В. Кожевников, Ю.В. Хивинцев, Ю.А. Филимонов, А.Г. Хитун, С.А. Никитов. Радиотехника и электроника 63, 10, 1105 (2018)
  11. X.S. Wang, Y. Su, X.R. Wang. Phys. Rev. B 95, 014435 (2017)
  12. Y. Hashimoto, D. Bossini, T.H. Johansen, E. Saitoh, A. Kirilyuk, T. Rasing. Phys. Rev. B 97, 140404(R) (2018)
  13. R. Gieniusz, P. Gruszecki, M. Krawczyk, U. Guzowska, A. Stognij, A. Maziewski. Sci. Rep. 7, 8771 (2017)
  14. H.G. Bauer, P. Majchrak, T. Kachel, C.H. Back, G. Woltersdorf. Nature Commun. 6, 8274 (2015)
  15. Y. Khivintsev, V. Sakharov, A. Kozhevnikov, G. Dudko, Y. Filimonov, A. Khitun. J. Magn. Magn. Mater. 545, 11, 168754 (2022)
  16. Three-dimensional magnonics: layered, micro-and nanostructures / Ed. G. Gubbiotti. CRC Press (2019)
  17. M. Jamali, J.H. Kwon, S.-M. Seo, K.-J. Lee, H. Yang. Sci. Rep. 3, 1 (2013)
  18. J. Chen, H. Yu, G. Gubbiotti. J. Phys. D 55, 123001 (2021)
  19. H. Wang, J. Chen, T. Yu, C. Liu, C. Guo, S. Liu, K. Shen, H. Jia, T. Liu, J. Zhang. Nano Res. 1 (2020)
  20. P. Deorani, J.H. Kwon, H. Yang. Current Appl. Phys. 14, S129 (2014)
  21. F. Vanderveken, H. Ahmad, M. Heyns, B. Soree, C. Adelmann, F. Ciubotaru. J. Phys. D 53, 495006 (2020)
  22. O. Gladii, M. Haidar, Y. Henry, M. Kostylev, M. Bailleul. Phys. Rev. B 93, 5, 054430 (2016)
  23. P.A. Grunberg. Rev. Mod. Phys. 80, 1531 (2008)
  24. R.A. Gallardo, T. Schneider, A.K. Chaurasiya, A. Oelschlagel, S.S.P.K. Arekapudi, A. Roldan-Molina, R. Hubner, K. Lenz, A. Barman, J. Fassbender, J. Lindner, O. Hellwig, P. Landeros. Phys. Rev. Appl. 12, 034012 (2019)
  25. S. Odintsov, S. Sheshukova, S. Nikitov, E. Lock, E. Beginin, A. Sadovnikov. J. Magn. Magn. Mater. 546, 168736 (2022)
  26. A. Vansteenkiste, J. Leliaert, M. Dvornik, M. Helsen, F. Garcia-Sanchez, B. Van Waeyenberge. AIP Advances 4, 107133 (2014)
  27. M. Krawczyk, D. Grundler. J. Phys.: Condens. Matter 26, 123202 (2014)
  28. P.P. Silvester, R.L. Ferrari. Finite Elements for Electrical Engineers. Cambridge University Press (1996). 541 p
  29. O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor, J.Z. Zhu. The finite element method: its basis and fundamental. Elsevier (2005)
  30. D.D. Stancil, A. Prabhakar. Spin waves, N.Y. Springer Sci. (2009)
  31. S. Yoo, B. Guan, R.P. Scott. Microsystems Nanoeng. 2, 1 (2016)
  32. X. Mu, S. Wu, L. Cheng, H. Fu. Appl. Sci. 10, 1538 (2020)

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.