Вышедшие номера
Особенности формирования полос непропускания в двухкомпонентных магнитных метаповерхностях
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда , 19-79-20121
Бир А.С. 1, Романенко Д.В. 1, Гришин С.В. 1, Никитов С.А. 1,2
1Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
2Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
Email: bir.evstegneeva.1997@gmail.com, dmitrii.romanenk@mail.ru, sergrsh@yandex.ru, nikitov@cplire.ru
Поступила в редакцию: 22 мая 2025 г.
В окончательной редакции: 11 августа 2025 г.
Принята к печати: 30 августа 2025 г.
Выставление онлайн: 21 ноября 2025 г.

Приводятся результаты экспериментального исследования и микромагнитного моделирования особенностей формирования полос непропускания в двухкомпонентных магнитных метаповерхностях. Метаповерхности состоят из двух магнитных материалов: диэлектрической пленки железо-иттриевого граната (ЖИГ) микронной толщины и пленки ферромагнитного металла (железа) нанометровой толщины. Из пленки железа формируется одномерная периодическая структура в виде полосок субмиллиметрового размера на свободной поверхности пленки ЖИГ. Установлено, что в спектре поверхностной магнитостатической спиновой волны (ПМСВ), распространяющейся в пленке ЖИГ, присутствуют полосы непропускания трех типов. Первый из них обусловлен отражением ПМСВ от периодической структуры (брэгговский резонанс), второй - резонансными явлениями спиновых волн внутри самих полосок, а третий - резонансами ПМСВ в области свободной пленки ЖИГ, находящейся между входной микрополосковой антенной и ближайшей к ней (первой) полоской железа. Ключевые слова: метаповерхность, ферромагнетик, спиновая волна.
  1. S. Watanabe, V.S. Bhat, A. Mucchietto, E.N. Dayi, S. Shan, D. Grundler, Adv. Funct. Mater., 35 (31), 2301087 (2023). DOI: 10.1002/adma.202301087
  2. H. Yu, J. Chen, V. Cros, P. Bortolotti, H. Wang, C. Guo, F. Brandl, F. Heimbach, X. Han, A. Anane, D. Grundler, Adv. Funct. Mater., 32 (34), 2203466 (2022). DOI: 10.1002/adfm.202203466
  3. С.Л. Высоцкий, Ю.В. Хивинцев, В.К. Сахаров, Н.Н. Новицкий, Г.М. Дудко, А.И. Стогний, Ю.А. Филимонов, ФТТ, 62 (9), 1494 (2020). DOI: 10.21883/FTT.2020.09.49775.12H [S.L. Vysotskii, Yu.V. Khivintsev, V.K. Sakharov, N.N. Novitskii, G.M. Dudko, A.I. Stognii, Yu.A. Filimonov, Phys. Solid State, 62 (9), 1659 (2020). DOI: 10.1134/S1063783420090334]
  4. S.B. Glybovski, S.A. Tretyakov, P.A. Belov, Yu.S. Kivshar, C.R. Simovski, Phys. Rep., 634, 1 (2016). DOI: 10.1016/j.physrep.2016.04.004
  5. H.-T. Chen, A.J. Taylor, N. Yu, Rep. Prog. Phys., 79, 076401 (2016). DOI: 10.1088/0034-4885/79/7/076401
  6. K. Zakeri, J. Phys.: Condens. Matter., 32 (36), 363001 (2020). DOI: 10.1088/1361-648X/ab88f2
  7. A.S. Bir, S.V. Grishin, D.V. Romanenko, S.A. Nikitov, IEEE Trans. Magn., 60 (9), 2800205 (2024). DOI: 10.1109/TMAG.2024.3425901
  8. M.A. Morozova, D.V. Romanenko, A.A. Serdobintsev, O.V. Matveev, Yu.P. Sharaevskii, S.A. Nikitov, J. Magn. Magn. Mater., 514 (15), 167202 (2020). DOI: 10.1016/j.jmmm.2020.167202
  9. A.V. Chumak, T. Neumann, A.A. Serga, B. Hillebrands, M.P. Kostylev, J. Phys. D, 42 (20), 205005 (2009). DOI: 10.1088/0022-3727/42/20/205005
  10. A.A. Nikitin, A.B. Ustinov, A.A. Semenov, A.V. Chumak, A.A. Serga, V.I. Vasyuchka, E. Lahderanta, B.A. Kalinikos, Appl. Phys. Lett., 106 (10), 102405 (2015). DOI: 10.1063/1.4914506
  11. A.S. Bir, S.V. Grishin, A.A. Grachev, O.I. Moskalenko, A.N. Pavlov, D.V. Romanenko, V.N. Skorokhodov, S.A. Nikitov, Phys. Rev. Appl., 21 (4), 044008 (2024). DOI: 10.1103/PhysRevApplied.21.044008
  12. А.С. Бир, М.А. Морозова, Д.В. Романенко, С.А. Никитов, С.В. Гришин, Письма в ЖТФ, 49 (22), 27 (2023). DOI: 10.21883/PJTF.2023.22.56596.19701 [A.S. Bir, M.A. Morozova, D.V. Romanenko, S.A. Nikitov, S.V. Grishin, Tech. Phys. Lett., 49 (11), 63 (2023). DOI: 10.61011/TPL.2023.11.57203.19701]
  13. A.V. Sadovnikov, A.A. Grachev, A.A. Serdobintsev, S.E. Sheshukova, S.S. Yankin, S.A. Nikitov, IEEE Magn. Lett., 10, 5506405 (2019). DOI: 10.1109/LMAG.2019.2943117
  14. A. Khitun, M. Bao, K.L. Wang, J. Phys. D, 43, 264005 (2010). DOI: 10.1088/0022-3727/43/26/264005
  15. M. Mruczkiewicz, P. Graczyk, P. Lupo, A. Adeyeye, G. Gubbiotti, M. Krawczyk, Phys. Rev. B, 96 (10), 104411 (2017). DOI: 10.1103/PhysRevB.96.104411
  16. P. Malag\`o, L. Giovannini, R. Zivieri, P. Gruszecki, M. Krawczyk, Phys. Rev. B, 92 (6), 064416 (2015). DOI: 10.1103/PhysRevB.92.064416
  17. M. Krawczyk, S. Mamica, M. Mruczkiewicz, J.W. Klos, S. Tacchi, M. Madami, G. Gubbiotti, G. Duerr, D. Grundler, J. Phys. D, 46 (49), 495003 (2013). DOI: 10.1088/0022-3727/46/49/495003
  18. S. Tacchi, G. Duerr, J.W. Klos, M. Madami, S. Neusser, G. Gubbiotti, G. Carlotti, M. Krawczyk, D. Grundler, Phys. Rev. Lett., 109 (13), 137202 (2012). DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.137202
  19. G. Duerr, M. Madami, S. Neusser, S. Tacchi, G. Gubbiotti, G. Carlotti, D. Grundler, Appl. Phys. Lett., 99 (20), 202502 (2011). DOI: 10.1063/1.3662841
  20. F.S. Ma, H.S. Lim, Z.K. Wang, S.N. Piramanayagam, S.C. Ng, M.H. Kuok, Appl. Phys. Lett., 98 (15), 153107 (2011). DOI: 10.1063/1.3579531
  21. H. Qin, R.B. Hollander, L. Flajvsman, F. Hermann, R. Dreyer, G. Woltersdorf, S. van Dijken, Nat. Commun., 12, 2293 (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-22520-6
  22. С.А. Никитов, А.Р. Сафин, Д.В. Калябин, А.В. Садовников, Е.Н. Бегинин, М.В. Логунов, М.А. Морозова, С.А. Одинцов, С.А. Осокин, А.Ю. Шараевская, Ю.П. Шараевский, А.И. Кирилюк, УФН, 190 (10), 1009 (2020). DOI: 10.3367/UFNr.2019.07.038609 [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 (10), 945 (2020). 8.39 DOI: 10.3367/UFNe.2019.07.038609]
  23. A.V. Chumak, V.I. Vasyuchka, A.A. Serga, B. Hillebrands, Nat. Phys., 11, 453 (2015). DOI: 10.1038/nphys3347