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.
1,21Саратовский 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.
- 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
- 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
- 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]
- 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
- H.-T. Chen, A.J. Taylor, N. Yu, Rep. Prog. Phys., 79, 076401 (2016). DOI: 10.1088/0034-4885/79/7/076401
- K. Zakeri, J. Phys.: Condens. Matter., 32 (36), 363001 (2020). DOI: 10.1088/1361-648X/ab88f2
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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]
- 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
- A. Khitun, M. Bao, K.L. Wang, J. Phys. D, 43, 264005 (2010). DOI: 10.1088/0022-3727/43/26/264005
- 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
- P. Malag\`o, L. Giovannini, R. Zivieri, P. Gruszecki, M. Krawczyk, Phys. Rev. B, 92 (6), 064416 (2015). DOI: 10.1103/PhysRevB.92.064416
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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]
- A.V. Chumak, V.I. Vasyuchka, A.A. Serga, B. Hillebrands, Nat. Phys., 11, 453 (2015). DOI: 10.1038/nphys3347