Инженерия дисперсии спиновых волн в градиентных магнитных материалах

Авторы: Гумаров А.И.1,2, Янилкин И.В.1,2, Габбасов Б.Ф. 1,2, Тагиров Л.Р.1, Хайбуллин Р.И.1, Юсупов Р.В.2, Головчанский И.А.3
1КФТИ - ОСП ФИЦ КазНЦ РАН; 2Институт физики, КФУ; 3НИТУ «МИСиС», Москва

Впервые разработана технология синтеза тонкопленочных градиентных магнитных материалов с изменением локальной намагниченности по толщине пленки. Получены эпитаксиальные пленки сплава палладий-железо толщиной от 20 до 400 нм с линейным, ступенчатым, а также с более сложными (лоренцевым, синусоидальным или косинусоидальным) глубинными профилями концентрации железа и соответствующим им распределением намагниченности по толщине пленок. С помощью измерений спин-волновых резонансов продемонстрировано, что закон дисперсии спиновых волн (зависимость энергии спиновых волн от волнового вектора) и диапазон энергий возбуждаемых спиновых волн могут качественно и количественно контролироваться в широких пределах дизайном профиля распределения намагниченности (см. Рис. 1). Полученные результаты являются уникальными с точки зрения экспериментальной реализации дизайна дисперсии обменных спиновых волн в тонких пленках градиентных магнитных материалов и имеют большую перспективу для приложений в магнонике.

2022-1.png

Рисунок 1. Примеры дисперсии спиновых волн в пленках градиентных магнитных материалов с различными профилями распределения намагниченности по толщине пленки, показанными на пиктограммах около кривых. Цветными точками изображены  результаты измерений, линиями соответствующего цвета – результаты моделирования. Для синусоидального и косинусоидального распределений получаются ступенчатые зависимости, не приведенные на рисунке.

Публикации:

  1. I.A. Golovchanskiy, I.V. Yanilkin, A.I. Gumarov, B.F. Gabbasov, N.N. Abramov, R.V. Yusupov, R.I. Khaibullin, L.R. Tagirov / Exchange spin waves in thin films with gradient composition // Physical Review Materials (APS). – 2022. – V.6. – Art. 064406 (IF=3.98, Q1).
  2. I.V. Yanilkin, A.I. Gumarov, I.A. Golovchanskiy, B.F. Gabbasov, R.V. Yusupov, L.R. Tagirov / Engineering the exchange spin-waves in graded thin ferromagnetic films // Nanomaterials (MDPI). – 2022. – (accepted) (IF=5.719, Q1).

Работа выполнена при поддержке гранта РНФ (Проект №. 22-22-00629 https://rscf.ru/en/project/22-22-00629/).

Направление ПФНИ – Физические науки 1.3.2.3. Физика магнитных явлений, магнитные материалы и структуры, спинтроника


Возврат к списку
Яндекс.Метрика