Обернення хвильового фронту дипольно-обмінних спінових хвиль у плівках залізо-ітрієвого гранату - Автореферат

Спінові хвилі, які розповсюджуються в феритових плівках залізо-ітрієвого гранату (ЗІГ), мають високу добротність, широкий набір хвильових векторів і швидкостей розповсюдження, частоти, що керуються магнітним полем від одиниць до десятків гігагерц. В той же час інші - дипольно-обмінні спінові хвилі (ДОСХ) з см-1 мають менший параметр затухання, а їх групові швидкості на 2-3 порядки менші ніж у магнітостатичних хвиль. По-третє, збуджується не одна хвиля, а цілий набір ДОСХ з різними хвильовими векторами і швидкостями розповсюдження, що веде до їх швидкого розфазування і зникнення макроскопічного сигналу. За безпосередній предмет дослідження було вибрано обернення хвильового фронту дипольно-обмінних спінових хвиль у плівках залізо-ітрієвого гранату. Особистий внесок здобувача полягає у виконанні всіх описаних в роботі експериментів: виявлення та дослідження обернення хвильового фронту дипольно-обмінних спінових хвиль, вивчення впливу шліфування феритових плівок на перебіг процесу обернення хвильового фронту, отримання та дослідження багатократно обернення хвильового фронту ДОСХ, застосування паралельної накачки для обернення хвильового фронту поверхневої магнітостатичної хвилі.Найбільш ефективно такими мікросмужковими антенами збуджуються хвилі, що розповсюджуються у плівці ЗІГ перпендикулярно до їх осей з хвильовими числами. Внаслідок параметричної взаємодії спінових хвиль з накачкою вихідною антеною 2 реєструється підсилений каскадом підсилювачів затриманий сигнал, а на вхідній антені зявляється сигнал обернення хвильового фронту магнітостатичних хвиль. Рівняння, що описують параметричну взаємодію спінових хвиль у феритовій плівці при наявності неоднорідностей, можуть бути зведені до наступного спрощеного вигляду: де,,-амплітуда, частота і параметр затухання МСХ відповідно,,,-амплітуда, частота і параметр затухання ДОСХ, - гіромагнітне відношення,-амплітуда вхідного збуджуючого сигналу,,-амплітуда і частота накачки, - матриця розсіяння на неоднорідностях спінових хвиль з хвильовими числами і, - коефіцієнт параметричної взаємодії. Незалежно від швидкості розповсюдження хвиль, всі обернені хвилі повертаються до антени в один і той момент часу . Зрозуміло, що для кожної з хвиль існує максимальний час ввімкнення накачки , при якому ще можливе обернення хвилі і спостереження від неї сигналу на антені.Хвильові вектори, спінових хвиль, що беруть участь в процесі обернення лежать в широкому діапазоні від см-1 для магнітостатичних до см-1 для дипольно-обмінних спінових хвиль. В першому методі ДОСХ лінійно збуджувалися та приймалися однією мікросмужковою антеною шириною 10 мкм з розробленою в роботі системою узгодження з вхідною мікросмужковою лінією передачі, яка забезпечує достатню ефективність збудження ДОСХ. Обернення хвильового фронту ДОСХ застосовано для збільшення часів затримки спін-хвильових приладів. Використовуючи обернення хвильового фронту із залежності потужності оберненого сигналу від часу ввімкнення імпульсу накачки запропоновано метод визначення параметрів затухання ДОСХ. Встановлено, що магнітні поля, де спостерігається максимальний сигнал обернення хвильового фронту дипольно-обмінних спінових хвиль, лежать поблизу поля феромагнітного резонансу плівки ЗІГ, де двомагнонне розсіяння МСХ на неоднорідностях плівки ЗІГ найбільш ефективне.

Основний зміст роботи