Невзаимное распространение спиновых волн в асимметричной магнонной структуре
Российский научный фонд, 23-79-30027
Грачев А.А.
1, Садовников А.В.
11Саратовский 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.
- 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)
- 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)
- А.В. Кондрашов, А.Б. Устинов, Б.А. Калиникос. Письма в ЖТФ 36, 5, 62 (2010)
- S.J. Hamalainen, M. Madami, H. Qin, G. Gubbiotti, S. van Dijken. Nature Сommun. 9, 1, 4853 (2018)
- G. Csaba, A. Papp, W. Porod. Phys. Lett. A 381, 17, 1471 (2017)
- M. Balinskiy, H. Chiang, A. Khitun. Aip Adv. 8, 5 (2018)
- Ю.К. Фетисов, А.С. Сигов. Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии 10, 3, 343 (2018)
- K. Vogt, F.Y. Fradin, J.E. Pearson, T. Sebastian, S.D. Bader, B. Hillebrands, A. Hoffmann, H. Schultheiss. Nature Commun. 5, 3727 (2014)
- 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)
- 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)
- X.S. Wang, Y. Su, X.R. Wang. Phys. Rev. B 95, 014435 (2017)
- Y. Hashimoto, D. Bossini, T.H. Johansen, E. Saitoh, A. Kirilyuk, T. Rasing. Phys. Rev. B 97, 140404(R) (2018)
- R. Gieniusz, P. Gruszecki, M. Krawczyk, U. Guzowska, A. Stognij, A. Maziewski. Sci. Rep. 7, 8771 (2017)
- H.G. Bauer, P. Majchrak, T. Kachel, C.H. Back, G. Woltersdorf. Nature Commun. 6, 8274 (2015)
- Y. Khivintsev, V. Sakharov, A. Kozhevnikov, G. Dudko, Y. Filimonov, A. Khitun. J. Magn. Magn. Mater. 545, 11, 168754 (2022)
- Three-dimensional magnonics: layered, micro-and nanostructures / Ed. G. Gubbiotti. CRC Press (2019)
- M. Jamali, J.H. Kwon, S.-M. Seo, K.-J. Lee, H. Yang. Sci. Rep. 3, 1 (2013)
- J. Chen, H. Yu, G. Gubbiotti. J. Phys. D 55, 123001 (2021)
- H. Wang, J. Chen, T. Yu, C. Liu, C. Guo, S. Liu, K. Shen, H. Jia, T. Liu, J. Zhang. Nano Res. 1 (2020)
- P. Deorani, J.H. Kwon, H. Yang. Current Appl. Phys. 14, S129 (2014)
- F. Vanderveken, H. Ahmad, M. Heyns, B. Soree, C. Adelmann, F. Ciubotaru. J. Phys. D 53, 495006 (2020)
- O. Gladii, M. Haidar, Y. Henry, M. Kostylev, M. Bailleul. Phys. Rev. B 93, 5, 054430 (2016)
- P.A. Grunberg. Rev. Mod. Phys. 80, 1531 (2008)
- 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)
- S. Odintsov, S. Sheshukova, S. Nikitov, E. Lock, E. Beginin, A. Sadovnikov. J. Magn. Magn. Mater. 546, 168736 (2022)
- A. Vansteenkiste, J. Leliaert, M. Dvornik, M. Helsen, F. Garcia-Sanchez, B. Van Waeyenberge. AIP Advances 4, 107133 (2014)
- M. Krawczyk, D. Grundler. J. Phys.: Condens. Matter 26, 123202 (2014)
- P.P. Silvester, R.L. Ferrari. Finite Elements for Electrical Engineers. Cambridge University Press (1996). 541 p
- O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor, J.Z. Zhu. The finite element method: its basis and fundamental. Elsevier (2005)
- D.D. Stancil, A. Prabhakar. Spin waves, N.Y. Springer Sci. (2009)
- S. Yoo, B. Guan, R.P. Scott. Microsystems Nanoeng. 2, 1 (2016)
- 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.