Введение к работе
Актуальность проблемы
В последнее десятилетие интерес исследователей в области електродинаміки мзгнитоушрядочэнных сред обращен к пространственным неоднородностям, которые возникают в структурах, например с пленкой монокриста„лического ферро-диэлектрика жэлезо-иттриевого граната (ШИТ) Y3^es0i2' и существенно изменяют условия возбуждения и распространения спиновых волн (СВ) CI-8J. Неоднородности внутреннего магнитного поля, полей анизотропии и намагниченности насыщения могут- привести к трансформации* спектроь поглощения СВ, появлению новых линия поглощения и изменению затухания спиновых волн. Возбуждение резонанса обменных спиновых волн (ОСВ) происходит значительно легче в неоднородных пленках , чем в однородных 17-83. Благодаря неоднородному распределению намагниченности насыщения появляется возможность возбуждения упругих волн в широком диапазоне частот 3-12 ГГц 181. Порог возникновения нелинейных эффектов в неоднородных по толщине пленочных структурах (типа автомодуляции спин-волнового резонанса - СВР) на два порядка меньше, чем в однородных (101.
Магнитные гранатовые пленки, выращиваемые на (III)-ордантироаанных подложках из галлиа-гадолиниевого граната (ПТ) методом жидкофазной эпитаксии, имеют кристаллическую симметрию тригонального. типа Ш). Анизотропные свойства таких ферритовых пленок (ФП) описываются с помощью трех констант 112К' Ранее при изучении анизотропных свойств пленок ШИТ принимался во внимание более простоя вариант, когда учитывались, в основном, наведенная одноосная (роато-вая, одвиговая) и кристаллографическая кубическая (с осями <Ш> и <1ГО> соответственно легкого и трудного намагничивания для отрицательного знака постоянной анизотропии) типы магнитной анизотропии.
1фль работы
В настоящая работе поставлена цель изучить особенности распространения СВ в анизотропных неоднородных пленках till)
ЖИГ, учесть влияние поперечных неоднородностея полей анизотропии, а также неоднородаостэй поля размагничивания, на спектры и затухание спиа-волновых колебаний в таких пленках. В этой связи в работе решаются следующие задачи:
разработки методов и алгоритмов решения прямых и обратных спектральных задач для магиитостатических волн (МСВ) в анизотропных ФП с одномерной неоднородностью;
оцэнки влияния неоднородности поля размагничивания внутри прямоугольной пленки ЖИГ на спектр МСВ и предлагается способ определения магнитных параметров с учетом неоднородности внутреннего магнитного поля;
анализа экспериментальных спектров МСВ и оценки составляющих источников неоднородностей в анизотропной ФП ЖИГ {III).
Степень новизны
В работе впервые:
1. Выполнена высокоточная интерпретация спектров МСК на
основе усовершенствованных теоретических моделей с учетом
релаксации, тригональной симметрии кристалла ЖИГ,'неоднород
ности внутреннего магнитного поля и полей анизотропии.
2. Разработана теория к предложены алгоритмы решения обрат
ных задач МСК в неоднородных ФП. Продемонстрирована их
эффективность и точность.
-
На основе анализа экспериментальных спектров МСК го методу обратной задачи и спин-волнового резонанса (СВР) показано, что основной вклад в неоднородность ФП ЖИГ вносит квадратичный член разложения а ряд энергии анизотропии го направляющих косинусах вектора намагниченности, который является следствием линейной деформации -кристаллической решетки пленки вдоль нормали к ее поверхности.
-
Исследовано решение обратных задач по спектрам МСК в неоднородных ФП ЯИГ для обобщенного «-профиля неоднородности поля анизотропии. Показано, что алгоритм решения обратных задач объемных МСК для двух- и трэхпзраметрической аппроксимации устойчив и дает возможность точно описывать спектры прямых та обратных объемных МСК при значениях показателя степени а = 0.8 + 1.6.
' - з -
6. Оценена степень чувствительности результатов решения
обратных задач МСК к ошибкам експериментальних данных.
8. Рассмотрены принципы оптимизации выбора используемых при
решении обратных задач точек экспериментального спектра ИСК,
которые учитывают особенности влияния пространственного
изменения магнитных параметров ФП на различные участки
спектра.
Теоретическая и практическая ценность
Выполненные в диссертации исследования тесно связаны о теоретическими и практическими задачами функциональное СВЧ и микроэлектроники. Разработанные методы определения магнитных параметров ФП ШИТ дают возможность конкретно анализировать дисгерсионныв свойства систем на их основе, сопоотавлэния режимов выращивания ФП ЖИГ с их магнитными характеристиками, включая возможные пространственные неоднородности. Полученные результаты могут быть использованы при разработке устройств функциональной електроники СВЧ на основе магнито-статических и обменных волн. Результаты работы и программы численных расчетов рекомендуются к использованию а Институте металлофизики НАЛ Украины, Институте физики ІІАН Украины, НПО "Сатурн" и в Киевском политехническом институте.
Положения, выносимые на защиту
-
метод определения полного набора магнитных параметров ФП ЖИГ на основе интерпретации спектров магшпостатичеа-ких колебаний в прямоугольных образцах ФП ЖИГ о учетом неоднородности внутреннего магнитного поля.
-
Методы и алгоритмы решения обратных задач ИСК в ФП ЖИГ.
-
На основе анализа экспериментальных спектров МСК и спин-волнового резонанса показано, что основной вклад в неоднородность ФП ШИТ вносит анизотропия, являющаяся следствием линейной деформации кристаллической решетки пленки вдоль нормали к ее поверхности.
Апробация работы
Результаты работы докладывались на семинарах кафедры квантовой радиофизики радиофизического факультета КУ, на XXI семинаре по спиновым волнам (ФТИ им. А.Ф.Иоффе, г. Санкт-Петербург, 1993 г.), на VI научном семинаре "Физика магнитных явлений" (Дон.ФТИ, г. Донецк, 1993 г.>.
Личный вклад автора
Автор принимал участие в проведении экспериментальных измерений, разработке теоретических моделей, создании программ машинной обработки спектров МСК, выполнении численных расчетов и интерпретации полученных результатов.
Структура и объем диссертации
