Магнитостатические колебания и волны в пленках феррошпинелей

Великанова, Юлия Владимировна

Магнитостатические колебания и волны в пленках феррошпинелей тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Великанова, Юлия Владимировна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Самара МЕСТО ЗАЩИТЫ

2005 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Магнитостатические колебания и волны в пленках феррошпинелей»

Автореферат диссертации на тему "Магнитостатические колебания и волны в пленках феррошпинелей"

На правах рукописи

ВЕЛИКАНОВА Юлия Владимировна

МАГНИТОСТАТИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ В ПЛЕНКАХ

ФЕРРОШПИНЕЛЕЙ

01.04.07 - физика конденсированного состояния

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Самара 2005

Работа выполнена на кафедре физики в ГОУВПО Самарский государственный технический университет

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

Мишина Людмила Александровна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Комов Александр Николаевич

кандидат физико-математических наук, доцент Громова Лидия Ивановна

Ведущая организация: ГОУВПО Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики

Защита состоится часов на заседании

диссертационного совета Д 212.217.01 при ГОУВПО Самарский государственный технический университет по адресу; 443100, Самара, ул.

Первомайская, 18, первый корпус, •

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО Самарский государственный технический университет.

Автореферат разослан "ЬО" уМ&Д 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета А.М.Штеренберг

Актуальность темы. Применение магнитостатических волн (МСВ) открывает широкие перспективы создания устройств обработки радиосигналов на сверхвысоких частотах (СВЧ). Круг возможных применений МСВ тем шире, чем разнообразнее свойства используемых ферритовых материалов. Наибольшее применение в этой области получили пленки железо-иттриевого граната (ЖИГ), которые имеют намагниченность насыщения 4лМ8~1700-И 800 Гс и характеризуются малой шириной линии ферромагнитного резонанса ДН = 0,2-0,3 Э, как следствие малыми потерями при распространении. Чаще всего в приборах спин-волновой электроники СВЧ используется поверхностные магнитостатические волны (ПМСВ), распространяющаяся в тонком слое феррита. Линии передачи на ПМСВ обладают существенной дисперсионной невзаимностью, т.к. в прямом направлении они распространяются по одной поверхности в обратном - на другой. Законы дисперсии легко управляются за счет внешних факторов.

Одной из проблем гиромагнитной электроники является задача повышения рабочих частот спин-волновых устройств. Однако повышение частот ведет к существенному сужению спектра ПМСВ с одновременным увеличением затухания из-за повышенной групповой скорости. Кроме того, для возбуждения спиновых волн необходимы подмагничивающие поля порядка десятков что также ограничивает возможности применения ПМСВ в данном диапазоне. Одним из альтернативных способов решения этой проблемы является использование материалов с высокой намагниченностью и большими внутренними полями анизотропии. К таким материалам относятся пленки феррошпинелей.

Из анализа имеющихся в настоящее время результатов [1,2] следует, что высокая намагниченность пленок феррошпинелей обеспечивает распространения МСВ даже, несмотря на большие АН. Расширение спектра и смещение границ МСВ в область больших частот делает перспективным их применение в верхней части СВЧ-диапазона и, по-видимому, вплоть до миллиметрового диапазона частот.

Кроме того, поскольку высокая намагниченность смещает область преобладания трехмагнонных параметрических распадных процессов в область высоких частот, то пленки феррошпинелей представляют интерес для исследования нелинейных спин-волновых явлений и связанных с ними практических применений.

Однако многие физико-технические проблемы их практического использования не могут быть решены из-за недостаточной изученности влияния технологических условий на микроструктуру, фундаментальные магнитные постоянные и дисперсионные характеристики МСВ. Известно, что эпитаксиальная технология имеет ряд принципиальных особенностей, ограничивающих получение бездефектных пленок. Макронапряжения, возникающие из-за несоответствия решеток и коэффициентов термического расширения материала пленок и подложки, приводят к генерации дислокаций

в пленке в процессе выращивания и охлаждения, а также при последующих термических обработках. Управляемое формирование магнитных параметров пленок феррошпинелей возможно лишь при тщательном изучении закономерностей дефектообразования и исследования их влияния на магнитные свойства изучаемых объектов. Кроме того, анализ литературных данных позволяет сделать вывод, что дисперсионные характеристики магнитостатических волн в неоднородных пленках феррошпинели изучены недостаточно.

Цель работы:

Установление и интерпретация связи между магнитными свойствами монокристаллических пленок феррошпинелей в СВЧ диапазоне и различными видами структурных неоднородностей.

сопоставление результатов измерений волновых чисел, декрементов затухания, групповой скорости методом движущегося преобразователя и фазочастотным методом;

определение магнитных параметров пленок феррошпинелей из спектров ФМР и МСВ;

изучение особенностей нелинейных процессов первого порядка в спектрах МСВ;

> выявление на основе экспериментальных данных зависимости затухания спиновых колебаний и волн от химического состава, дефектности структуры и технологических условий получения;

анализ экспериментальных результатов с целью возможностей их описания в рамках существующих теорий и моделей.

Объекты и методы исследования.

В качестве объектов исследования выбраны монокристаллические пленки исходного состава К^о^Мпо^РегС^ и МпхРез.х04 с х = 1; 0,65, толщиной 15-40 мкм.

При выборе химического состава феррошпинелей исходили из потенциальных возможностей практического применения данной группы феррошпинелей в СВЧ устройствах из-за высокой намагниченности 5000 Гс) и больших полей анизотропии (~100-200 Э).

Исследование дисперсионных характеристик проводилось методом подвижного и неподвижного преобразователя и фазочастотным методом; ФМР резонаторным методом; блочной, доменной и дислокационной структуры на микроскопе МБИ 6.

Научная новизна работы. 1. Проведено комплексное исследование спектров МСВ и ФМР в

касательно намагниченных насыщенных монокристаллических пленках магний-марганцевых ферр ошпинелей.

2. Показано, что дисперсионные характеристики МСВ удовлетворительно описываются теорией Дэймона-Эшбаха с учетом диссипации. Затухание спиновых колебаний и волн существенно зависит от химического состава и степени дефектности структуры, сформировавшейся в процессе роста и релаксации гетероэпитаксиальных и термических напряжений. Изучено влияние магнитных потерь на дисперсию и свойства магнитостатических волн.

3. Выполнены измерения волновых чисел, декрементов, групповых скоростей двумя независимыми методами методом подвижного преобразователя и фазочастотным методом; получено удовлетворительное согласие экспериментальных результатов.

4. Оценены магнитные параметры пленок: первая константа кристаллографической анизотропии, поле анизотропии, полуширина резонансной кривой методом ФМР и из дисперсионных зависимостей МСВ.

5. Впервые для данного материала рассмотрены нелинейные спин-волновые явления, влияние обменного взаимодействия на границу трехмагнонного распада. Показано, что обменные поправки к полю и спектру МСВ относительно малы. Обмен основное влияние оказывает на затухание волны, которое осциллирует в зависимости от намагничивающего поля и частоты. Выявлено влияние величины поверхностной анизотропии на картины осцилляций затухания.

Научная и практическая ценность работы. Научная ценность работы заключается в том, что полученные в ней результаты расширяют и углубляют физические представления об условиях распространения магнитостатических волн в пленках феррошпинелей обладающих высокой намагниченностью (~3000-5000 Гс) и большими полями анизотропии (~100-200 Э), а также о влиянии дефектности структуры на дисперсионные параметры МСВ и нелинейные эффекты.

Практическая значимость заключается в сформулированных рекомендациях по новым возможностям использования пленок феррошпинелей для разработки устройств на МСВ.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Результаты комплексного экспериментального исследования магнитостатических волн, спектров ферромагнитного резонанса и степени дефектности структуры в зависимости от химического состава и технологических условий синтеза.

2. Общие закономерности распространения магнитостатических волн в касательно намагниченных пленках феррошпинелей: законы дисперсии, частотные зависимости декрементов, фазовой и групповой скорости при различных подмагничивающих полях, и их теоретический анализ, исходя из существующих теорий.

3. Результаты экспериментального исследования нелинейных процессов и при распространении магнитостатических волн. Анализ влияния обменного взаимодействия и наведенной магнитной анизотропии на границу трехмагнонного распада поверхностной магнитостатической волны.

4. Сопоставление области существования магнитостатических колебаний в спектре ФМР и магнитостатических волн в пленках магний-марганцевой феррошпинели.

Достоверность и обоснованность научных результатов подтверждаются использованием современных методов исследования (ФМР, фазочастотный метод исследования МСВ и метод подвижного преобразователя), контролируемостью условий проведения эксперимента, воспроизводимостью результатов, проверкой их независимыми методами исследования и сравнением с литературными данными.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международных и Всероссийских научных конференциях: 3-ей международной конференции молодых ученых, студентов, старшеклассников и творческой молодежи "Актуальные проблемы современной науки" (Самара, 2002), ХУ-ой Международной конференции "Физика прочности и пластичности" (Тольятти, 2003), 2-ой межрегиональной научной школе для студентов и аспирантов "Материалы нано-, микро- и оптоэлектроники: физические свойства и применение" (Саранск, 2003), 3-ей международной научно-технической конференции "Физика и технические приложения волновых процессов" (Волгоград, 2004), 19-ой международной школе-семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники" (Москва,

2004), 11-ой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (Москва,

2005).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 5 статей, 6 тезисов докладов на международных научно-технических и межрегиональных конференциях.

Личный вклад автора. Автором проведен ряд экспериментальных исследований по измерению магнитостатических волн в пленках феррошпинелей методом подвижного преобразователя, снятие амплитудно-частотных характеристик, металлографические исследования дефектов структуры и доменной структуры. Участвовал в анализе экспериментальных результатов с целью возможностей их описания в рамках существующих теорий и моделей, а также в написании статей и тезисов.

Исследование ФМР для пленок состава Д^о^МПо^РегС^ выполнено в СФИРЭ РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы. Содержит 162 страниц машинописного текста, 41 рисунка, 40 таблиц, список литературы из 139 наименований. Работа выполнена на кафедре физики СамГТУ в соответствии с планом

научно-исследовательских работ, а также в рамках проекта программы "Фундаментальные исследования высшей школы в области естественных гуманитарных наук Университеты России".

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и основные задачи исследования, указана научная новизна и практическая значимость работы, перечислены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены результаты экспериментальных исследований распространения МСВ и спектров ФМР в пленках феррошпинелей. Анализируются причины, приводящие к неоднородному распределению намагниченности по толщине пленки: градиент остаточных внутренних напряжений, микронеоднородности. Показано, что блочность структуры определяется трехмерным зародышеобразованием, связанным параметрами, характеризующими межфазное взаимодействие на границе пленка-подложка. Релаксация термических и гетероэпитаксиальных напряжений осуществляется за счет пластической деформации с образованием дислокаций и дислокационных скоплений.

Распределение дислокаций существенным образом влияет на константы наведенной анизотропии, на характер угловой зависимости ширины резонансной кривой на частотные и температурные

зависимости Неоднородность деформации феррошпинелей, возникающая в процессе синтеза и последующего охлаждения приводит к искажению кривой ферромагнитного резонанса, к появлению магнитостатических мод.

При касательном намагничивании пленок феррошпинелей (на макетах линии задержки) наблюдалось распространение МСВ. В работах [1,2] впервые продемонстрирована возможность распространения МСВ с малым затуханием в монокристаллических пленках марганцевого феррита, определены закон дисперсии и частотная зависимость декрементов ПМСВ типа Дэймона-Эшбаха.

Показано, что благодаря высокой намагниченности насыщения феррошпинелей открываются возможности значительного расширения спектра возбуждения МСВ и дополнительного продвижения поверхностных МСВ в область больших частот. Тем самым, показана перспективность применения данного материала для создания целого ряда новых СВЧ-устройств на МСВ и необходимость проведения дальнейших исследований.

Вторая глава посвящена описанию методик исследования микроструктуры и получения монокристаллических пленок феррошпинелей, а также методик исследования ФМР и распространения МСВ.

Пленки феррошпинелей получены методом химических транспортных реакций в малом зазоре (сэндвич-метод) на (001) плоскости оксида магния.

По данным микроструктурного и рентгеноструктурного анализов синтезируемые образцы однофазны и имеют структуру шпинели.

Химический состав пленки не воспроизводит идентично состав источника, что подтверждается данными анализа, проведенного на микроанализаторе "Сатеса": исходным составам х = 1; 0,65 в пленке соответствует х = 1,23; 0,9.

Металлографические исследования поверхности пленок показали, что все образцы имеют блочную структуру. Размер блока см

зависит от толщины пленки, состава и технологических условий. Разориентация блоков составляет порядка увеличивается с

повышением температуры синтеза и ростом марганца в составе. Методом химического травления в кипящем растворе обнаружено, что

степень дефектности структуры пленок различна. Наблюдается хаотическое распределение дислокаций с плотностью и короткие

скопления дислокаций. Методом микроидентирования установлено, что микротвердость поверхностных слоев отличается от

соответствующих значений остального материала, что связано с обогащением поверхностных слоев анионными вакансиями, вследствие перехода Ре3+-»Ре2+.

Приводятся описания установок для получения пленок, изучения спектров МСВ и ФМР.

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию МСВ, распространяющихся в пленках феррошпинелей при касательном направлении подмагничивающего поля и обсуждению полученных результатов из существующих теорий.

Исследование МСВ в пленках марганцевых и магний-магранцевых феррошпинелей. Изучение распространения МСВ в пленках феррошпинелей проводились методом движущегося преобразователя с помощью макета линии задержки, блок-схема которого изображена на рис. 1.

В соответствии с изложенной схемой эксперимента одна из антенн возбуждает в касательно намагниченном образце бегущую ПМСВ. Эта волна принимается второй такой же антенной вместе с электромагнитной наводкой, возникающей из-за сильной емкостной и индуктивной связи близко расположенных антенн. Вследствие этого в режиме качания частоты генератора на АЧХ

суммарного сигнала будет наблюдаться интерференция

Рис.1. Блок-схема установки: 1 - генератор СВЧ; 2 - измеряемый объект; 3 - детектор;

4 - усилитель постоянного тока; 5 -индикатор КСВН и ослабления; 6 - датчик Холла; 7 - электромагнит; 8 - поликоровые

подложки; 9 -антенны; 10 -подводящие линии; 11 - образец; 12 - источник питания.

Аф МСВ и наводки с некоторым периодом.

Экспериментальные исследования распространения МСВ в пленках исходного состава М^^Мио^^С^ и Мп„Рез.х04 с х=1,23, х=0,65 показали, что при касательном намагничивании пленок феррошпинелей перпендикулярно направлению магнитного поля Но в полях Но>На возбуждаются поверхностные магнитостатические волны (ПМСВ), удовлетворительно описываемые теорией Дэймона-Эшбаха.

Экспериментальные значения групповых (игр~106-107 см/с) и фазовых скоростей (ц^~107-5-108 см/с) в интервале к1 ~ (6-5-655) см"1, благодаря высокой намагниченности (4яМо~3000-;-4500 Гс) и высоким полям анизотропии (На~94-И92 Э) рассматриваемых пленок феррошпинелей, превышают угр~(105-106)см/с и 1^~(106-107)см/с в пленках ЖИГ (4лМ0~1750 Гс, На~4(Н-50 Э). Экспериментальная ширина частотной полосы прохождения сигнала МСВ (Д() при Н0~40(Н460 Э составляет~ 1Д2 и 135 ГТц для МпхРе3.х04 с соответственно, для состава зависит от

значения намагниченности насыщения и поля анизотропии и при Но ~ 400 Э составляет ~ 0,4-5-1,7 ГГц.

АЧХ выходного сигнала немонотонны и имеют дополнительные минимумы, количество и амплитуда которых изменяется при росте магнитного поля. Уровень затухания ПМСВ для образца 1 с высоким полем анизотропии и константой поверхностной анизотропии (На ~ 125-Э, ~ 3,7-104 эрг/см3) находится выше -^-^О дБ, чем для образца 2 с низким полем анизотропии и константой поверхностной анизотропии (На ~ 49 Э, К[ ~ 0,9-104 Эрг/см3) и практически не зависит от величины поля.* Величины провалов на АЧХ составляют в среднем ~ 5-^15 дБ. Провалы связаны с резонансным возбуждением структуры высокочастотным магнитным полем полоскового преобразователя и установлением в пленке колебаний намагниченности.

ПМСВ имеют широкий интервал волновых чисел не от 0, а от минимального волнового числа которое зависит от поля и на нижней границе полевого интервала стремится к оо, а верхней - к 0. Из полученных результатов следует, что все дисперсионные кривые выгнуты, и описываемые ими волны являются прямыми. ПМСВ характеризуется положительной групповой скоростью, направление переноса энергии совпадает с направлением распространения их фазового фронта и с положительным направлением оси.

Дисперсионные характеристики пленок феррошпинелей. Для исследования дисперсионных свойств был использован метод подвижной приемной антенны. При изменении расстояния между антеннами на фиксированной частоте разность фаз принимаемых сигналов наводки и ПМСВ также меняется. В результате интерференции обоих сигналов будут наблюдаться осцилляции интенсивности на приемной антенне. Расстояние

между максимумами интенсивности непосредственно будет давать длину волны ПМСВ на данной частоте.

О возбуждении МСВ свидетельствовали периодические колебания амплитуды, которые возникали на выходном преобразователе за счет интерференции сигнала МСВ с сигналом наводки и опорным СВЧ-сигналом.

Обработка интерферограмм осуществлялась по методике, изложенной в работе [3]. Известно, что длина волны есть расстояние между максимумами

^ = где к' - вещественная часть волнового числа (к = к' + 1к"). Измеряя

при различных частотах можем построить зависимость - закон диссипации.

Колебания в выходном СВЧ-тракте складываются из колебания, вызванного МСВ:

и(0 = и(^)соз(ю1-к7),

и колебания, вызванного наводкой и опорным сигналом:

О(0 = У^совоП,

где - частота, - время, - расстояние между преобразователями,

- соответствующие амплитуды колебаний, и - волновое число и декремент МСВ.

Функции можно определить в любой точке и легко

могут быть найдены с помощью экспериментальных интерферограмм. Для этого нужно лишь соединить плавными кривыми все интерференционные максимумы или минимумы. Зная, таким образом, функции

А+(£) и А"

можно раздельно найти амплитуды МСВ и наводки по формулам:

Результаты обработки интерферограмм представлены в табл. 1, где амплитуды МСВ и наводки даны в относительных единицах, причем за единицу взята амплитуда наводки в точке £ при Но = О Э. Амплитуда МСВ зависит от частоты. Амплитуда наводки выше, чем амплитуда МСВ, что не противоречит результатам других работ.

Декремент затухания ПМСВ определяется по формуле

х и(е2)'

т.к. расстояние между максимумами дает длину волны где

Из дисперсионных кривых, на которых выбираются три точки была определена эффективная толщина пленки

Таблица1

Амплитуда наводки и сигнала МСВ для исследуемых образцов при

1 = 3 мм

№ образца Но, Э ГГц Сигнал МСВ и Сигнал наводки V

3,32 0,42 2,35

3,48 0,21 3,20

400 3,55 0,36 2,22

1 3,80 0,23 1,57

4,00 0,11 1,37

6,78 0,50 2,69

1000 6,86 0,68 3,11

7,00 0,16 3,22

3,7 0,30 2,63

9 400 3,75 0,20 2,85

3,85 0,28 2,06

3,95 0,04 1,70

Аналогично по двум точкам и рассчитанному d определялась намагниченность насыщения

4пМп = -.

[ ехр(- 2к'(,)с1)-ехр

и по одной точке и рассчитанным dи 471М0 определялось поле анизотропии:

1 тт ®М

к-

р(-2к'(2)с1)

Нд =-

ех1

р(-2к[1}с1)

где (йм = у4яМ0, у - гиромагнитное соотношение. Данные расчета приведены в табл.2.

Видно, что для одного и того же состава с увеличением намагниченности насыщения растет и поле анизотропии. При малых потерях, когда параметр затухания

где

сог определяется групповой скоростью и к":

Полуширина резонансной кривой (ДНк) в этом случае (при к"<к') связана с параметром диссипации СОг соотношением

Соотношения (1-3) позволяют оценить полуширину резонансной кривой, которая составляет при Но = 400 Э в частотном диапазоне (3,2-4) ГГц для 1-го образца порядка (1,6-6,6) Э и в диапазоне (3,7-4,0) ГГц порядка (1,2-3,1) Э, что удовлетворительно совпадает с данными работы [2] в близком интервале частот.

Увеличение диапазона частот (4-6) ГГц и подмагничивающего поля Но = (600-700) приводит к росту

Таблица 2

Магнитные параметры пленки исходного состава Мцо^Мпо^РегО^ _рассчитанные из спектров МСВ__

Збразец Намагниченность насыщения 4тгМ0, Гс Первая константа анизотропии Кь эрг/см3 Поле анизотропии НА, Э Толщина пленки с/, мкм Полуширина резонансной кривой ДНк,Э

1 4,30 -3,7-104 125 22 19- -26

2 2,28 -0,9-104 21 35 38- -47

3 4,94 -5,0-1О4 159 15 5- -9

4 4,47 -3,1-Ю4 101 30 21- -29

5 5,40 -6,4-104 149 32 47- -58

6 5,00 -5,9-104 148 33 35- -55

Объяснить этот результат можно, предположив, что рост ДНк связан с изменением эффективности возбуждения обменных волн. Обменные волны приводят к дополнительному обменному вкладу в декремент ПМСВ.

Направление намагниченности в объеме и на поверхности могут различаться на некоторый угол поскольку могут быть различными эффективные магнитные поля в объеме и на поверхности пленки. В этом случае эффективность возбуждения обменных волн будет определяться степенью перекрытия эллипсов прецессии намагниченности в объеме и поверхностном слое пленки. Величина угла будет уменьшаться с ростом что приведет к более эффективному возбуждению обменных волн, росту обменных добавок в затухание, росту от частоты ПМСВ.

Характеристики пленок феррошпинелей, полученные различными методами. Для сравнения различных методов исследования дисперсионных

свойств были использованы три независимых метода: подвижной приемной антенны, фазочастотный метод и метод ФМР. В табл.3 представлены результаты измерения параметров вторым методом. Удобство этого метода заключается в следующем:

- не требуется дополнительных построений кривых зависимостей А(£) и соответственно недочетов связанных с дополнительным оборудованием и расчетом;

- нет необходимости в длинных образцах, так как антенны зафиксированы на определенном расстоянии, которое можно выбрать достаточно небольшим (в нашем случае 2 мм);

- не требуется передвижения антенны или каких-либо других частей. Но, однако, есть и сложности:

- в определении начала дисперсионной кривой (о(к');

- в смещении спектра при смене частотного диапазона;

- в невозможности измерения затухания к".

Сравнение данных табл.2 и 3 показывает удовлетворительное совпадение намагниченности насыщения и первой константы анизотропии. Однако, в определении поля анизотропии возникают существенные несоответствия из-за различия методов измерения.

Таблица 3

Параметры ПМСВ пленок исходного состава М^^Мпо^РегС^ _найденные методом ФМР_

Образец Намагниченность насыщения 4яМ0, кГс Первая константа анизотропии Кь эрг/см3 Поле анизотропии НА, Э Толщина пленки (1, мкм Константа наведенной анизотропии Ки, эрг/см3

3 4,95 -4,3-104 109 15 -1,5-104

4 4,47 -2,7-104 76 30 -0,9-104

Затухание спиновых колебаний и волн в пленках феррошпинелей. На магнитные потери, т.е. на расширение резонансной кривой и на затухание спиновых волн оказывают влияние как неоднородности, размеры которых превышают эффективные радиусы обменного и дипольного взаимодействия -крупномасштабные неоднородности, так и мелкомасштабные неоднородности, имеющие размеры меньше указанных радиусов.

Для расчета радиуса обменного взаимодействия была оценена константа обменного взаимодействия для рассматриваемых пленок

феррошпинелей по экспериментально найденным значениям температуры Кюри - температуре, при которой разрушается ферримагнитный порядок (табл.4). Температура Кюри для исследуемых образцов М§хМП1.хРе204 определялась по температурной зависимости удельного сопротивления.

Константа обмена А06М для пленок М^^Мпо^РегС^ получена методом экстраполяции по графику А0бМ = фс) для состава М§хМп1_хРе204, для пленок Мпо,б5рв2,3504 - по графику для состава МпхРез.хС>4, где Т^ для Рез04 взята из литературных данных.

Таблица 4

Параметры пленок толщиной (1 ~ 20 мкм исходного состава _1_^хМп1.хРе204 и МпхРе3.х04__

Исходный соста! кТк, эрг ^кТк,эрг а, см Ь = 0,35-а, см ■^обм» эрг/см

МпРе204 М§о,4Мпо,бРе204 М&,бМпо,4Ре204 М£о|8Мпо,2ре204 Ре304 8-Ю'14 8,16-10'14 8,32-10'14 8,64-Ю14 11,85-10" 14 1,5-10'14 1,53-10'14 1,56-10"14 1,62-10'14 2,22-Ю'14 8,52-10'8 8,47-Ю'8 8,46-Ю"8 8,43-10"8 8,40-10'8 3,01-Ю-8 2,964-Ю'8 2,96-10'8 2,95-Ю'8 2,94-Ю'8 0,502-Ю"6 0,517-Ю-6 0,527-10'6 0,546-10"6 0,754-Ю"6

Константа обменного взаимодействия А может быть определена по

ширине ^меннойдегй-бМ-По

4ре204 константа наведенной анизотропии Кц~4-103 эрг/см3, ширина доменной стенки а~5,27-10"5 см, параметр обмена Л~5,25-Ю"7 эрг/см, что удовлетворительно совпадает с расчетом по температуре Кюри (табл.4).

Для пленок с блочной структурой эффективный радиус обменного

взаимодействия - обменная константа;

- безразмерная константа наведенной одноосной анизотропии;

- константа наведенной анизотропии; Мо - намагниченность насыщения.

Методом ФМР были оценены намагниченность насыщения, константы кристаллографической (К[) и наведенной (Ки) анизотропии, а также из указанных формул оценены /? и R для пленок рассматриваемых

составов (табл.5,6).

Таблица 5

Параметры пленок исходного состава К^о^Мпо^РегС^, _синтезированных при ^ ~ 990 °С_

№ образца £,МК\< 4 мкм ь, мкм М0, Гс к„ эрг/см3 Ки, эрг/см3 а, см"1 Р /?, см

3 4 1,6-4,4 5,4+9,4 15 30 1,52 2,25 394 350 4,3-104 2,7-104 1,5-104 9-Ю3 6,57-Ю'12 8,28-Ю"12 1,93-10"1 1,46-10'1 2,03-Ю'6 2,62-10"6

Таблица 6

Пределы изменения параметров пленок исходного состава МпхРез.х04, синтезированных при различных температурах и скоростях роста

Параметры МпРе204 Mno.65Fe2.35O4

^- 1060 °С ^ ~ 935 °С, ир ~3 мкм/мин ^ ~ 1100 °с, ир ~3 мкм/мин ^-980 °С, »р-1.2 мкм/мин

»р~2,2 мкм/мин ир~5-6 мкм/мин

4 мкм М0,Гс Кь эрг/см3 Кц^рг/см3 а, см"1 Р Л, см 17-20 198-226 -(2,6-2,9)-104 (4,4-5,2)-103 (5,4-25,4)-10"12 (1,7-2,7)10-' (г^-з^-ю-6 30-47 212-250 -(3,3-3,7)-104 (4,4-8)-103 (16-22,3)-10"12 (1,7—3,6)-10"' (2,9-3,5)-10"6 30 215-218 -(3,1-3,6) 104 (1,4-1,9)-103 (21,1-21,8)1<Г12 (5,8-8,3) 10"2 (^з-ад-Ю"6 18-34 233-365 -(3,6-8,1)104 (0,9-2,9)-103 (12,6-17,7)10'12 (1,7-2,7)-10'2 (7,1-9,4)-10"6 18-34 216-323 -(3,6-3,3)10" (1,5-2,1)103 (11,1-25,4)10'12 (2,9-8,87)102 (5,3-8,3) 10 6

Все рассмотренные параметры зависят от состава и температуры синтеза. Поскольку размер блоков Я, обменное взаимодействие между блоками мало и практически не должно сказываться на ориентации намагниченности внутри отдельного блока. Поэтому при изучении магнитных свойств пленок феррошпинелей можно считать блоки невзаимодействующими.

Кривая резонансного поглощения при касательном намагничивании пленок отличается по форме от обычной (лоренцевой) резонансной кривой. Экспериментальная кривая (рис.2.) кроме основного пика имеет дополнительные максимумы поглощения с убывающей интенсивностью в сторону уменьшения намагничивающего поля вдоль кристаллографического направления [100] и два пика малой интенсивностью со стороны сильных полей. Все это также свидетельствует о справедливости модели независимых зерен (блоков) для пленок феррошпинелей.

2,50

2,32 1,9

а б

Рис. 2. Кривые резонансного поглощения пленок состава МЕо,25Мпо,75Ре204 в направлении [100]: а)-для образца 2; б)-для образца 3

Оценки радиуса магнито-дипольного взаимодействия:

где d - толшина пленки, На - поле анизотропии, Мо - намагниченность насыщения приведены в табл.7 и 8.

Таблица 7

Пределы изменения магнитных параметров пленок исходного состава Мёо,25Мпо,75Ре204

Ят, см 1, мкм п, см'2 На, Э Нрцоо], Э Нр[ по], Э Д#[100]> Э а Т, с

3 2,78-10° 1,6+4,4 9,5-Ю6 213 2030 1605 60 3,2-Ю-2 0,5-10"9

4 9,7-10'3 5,4+9,4 5,3-Ю6 110 1990 1770 30 1,5-10"2 1,М0"9

Таблица 8

Пределы изменения магнитных параметров пленок исходного состава МпхРез_х04, синтезированных при различных температурах и скоростях роста

Параметры МпРе204 на частоте 8,82 ГГц Мп0 65РС2 35О4 на частоте 10,89 ГГц

1060 °С ^ ~ 935 °С, ир ~3 мкм/мин ^ ~ 1100 °с, ор~3 мкм/мин ^ ~ 980 °С, ир~1,2 мкм/мин

ир~2,2 м км/мин ир~5-6 мкм/мин

На, Э 139+153 119+146 120+160 193+246 148+199

К, см (2,2+3,2)-10"3 (5,8+6,8)-10° (3,6+4,7)-10° (1,7+7,3)-10*3 (2,3+7,4)-10"3

Л#Г1оо1, Э 19+20 26+43 27+49 11- -77 16- -38

#„„001, Э 1912+2042 1970+2529 2120+2250 1920- -2562 1936- -2545

Ягпюь Э 1655+2428 1732+2271 1880+1930 1429- -2182 1641- -2175

А#гпоъ Э 19+39 82+98 28+53 18- -99 31- -73

а[100] (1,0+1,1)-10-2 (1,1- -2,0)-10'2 (1,2+2,2)-10"2 (0,5+2,6)-10"2 (0,8+3,5)-10"2

а[110] (1,2+2,2)-10"2 (4,3- -5,7)-10'2 (1,5+2,8)-10"2 (0,9+5,0)-10"2 (1,4+4,0)-10"2

т[100]' с (10,1+9,3)10'9 (4,1- -7,9)-1 О*9 (4,2+7,7)-10"9 (0,6+2,8)-10"9 (0,4+1,5)-10"9

т[110]' с (5,2+9,8)-10"9 (1,3- -2,5)-10"9 (3,4+5,1)-10'9 (0,3+1,7)-10"9 (0,4+1,0)-10"9

Анализируя данные (табл.7,8) видно, что радиусы магнито-дипольного взаимодействия слабо зависят от состава и технологических условий получения и составляют ~ 10'3 см. Наибольшее значение Лт~10"2 см соответствует крупноблочной пленке с плотностью дислокаций п~107 см"2. Размеры блоков либо превышают радиус магнито-дипольного взаимодействия, либо соизмеримы. 16

Экспериментальные данные из спектров ФМР позволяют рассчитать

эффективный параметр затухания

где

АН

полуширина

резонансной кривой,

рез

резонансное поле, и эффективное время

релаксации т = —, где со ■

частота, при которой проводились исследования.

Для всех рассмотренных серий пленок наиболее характерны а~ 10"2, т~ 10"9.

Результаты исследований табл.7,8 показали, что для образцов с хаотическим

распределением дислокации, с высоким удельным сопротивлением ~ 10"6 Омм наблюдаются минимальное значение а ~ (5,1+8,5)'10"3 и соответствующее им время релаксации т~ (2,9+1,7)-10"9 с. Уменьшение скорости роста при одной и той же температуре синтеза ведет к снижению коэффициента затухания, при этом одновременно снижается степень дефектности структуры пленок. С увеличением частоты, на которой проводились исследования, коэффициент затухания возрастает на

Релаксационное затухание волн Дэймона-Эшбаха вычисленное по

АНк сон ,

где коэффициент для рассматриваемых

формуле

2яМ,

со

образцов составляет (10 ч-10 ), причем ю-2 соответствует образцам с высокой степенью пластической деформации.

Затухание МСВ на единицу времени распространения составляет Ь ~ (400-ь4000) дБ/мкм. Минимальные значения Ь соответствующие образцам с размером блока и хаотическим распределением дислокаций.

О спектре ПМСВ в ферритовой пленке с потерями Проведенный анализ, совместно с экспериментальными результатами табл.2 позволяют считать, что при рассмотрении распространения МСВ в пленках феррошпинели необходимо проведение дополнительного анализа спектра МСВ с учетом затухания.

При касательном намагничивании пленки дисперсионное уравнение имеет вид

2 I Щ СО =| сон+—!

со.

- ехр(- 2kd).

(4)

Учтем влияние диссипации на спектр ПМСВ, проведя замену

- реальная и мнимая части волнового числа. Тогда уравнение (4) переходит в систему двух уравнений:

V ^

e~2kd cos(2k"d) = —у-

0)н+-

-б>2(\ + а2)

(5)

Области существования прямых ПМСВ, рассчитанных из дисперсионных зависимостей (5), (6) с учетом потерь представлены в табл.7.

Таблица 7

Нелинейные эффекты, возникающие при распространении поверхностных магнитостатических волн. Анализ АЧХ принятого сигнала показал, что с ростом поля в начале спектра ПМСВ возникает нелинейность принятого сигнала, которая локализовалась вблизи нижнего по частоте края спектра ПМСВ. Нелинейность проявлялась в возникновении модуляции (т.е. в появлении частот сателлитов в спектре МСВ). Граница нелинейных процессов определялась по резкому изменению амплитуды осцилляций, вызванных интерференцией сигналов от волны ДЭ и наводки.

При учете обменного взаимодействия дисперсионная кривая спиновых волн, распространяющихся вдоль направления магнитного поля, будет смещаться в сторону больших частот по отношению к со = 2уН0. Величина

смещения Зсотп=0тт-)НО будет определяться толщиной d, достигая наибольших значений в самых тонких образцах. В исследуемых пленках обменное взаимодействие пренебрежимо мало.

По результатам расчетов пороговое значение мощности (табл.9) много меньше значения выходной мощности генератора качающейся частоты, что свидетельствует о возможности возникновения распадных типов трехмагнонных процессов. При увеличении мощности возможно дальнейшее разбиение на 2 и более пучка МСВ.

Таблица 9

Пороговая мощность трехмагнонных процессов распадного типа для

1 2 3 4

Н0, Э Рпоо Вт Но, Э РП00> Вт Но, Э Рпоо? Но, Э Рпот» Вт

700 3,3-10"10 700 14,3-Ю"10

1450 1,4-10"8 1100 4,8-10"8 1120 4,4-Ю"10 1120 9,5-Ю"10

2000 4,6-10"10 2000 86,7-10"10

Четырехмагнонные процессы не наблюдаются, так как трехмагнонные процессы приводят к ограничению мощности исходной волны и пороговые мощности для процессов более высокого порядка не достигаются.

Магнитостатические моды в спектре ферромагнитного резонанса в пленках феррошпинелей. Экспериментальные исследования резонансного поглощения в монокристаллических пленках исходного состава при их параллельной ориентации относительно стационарного поля показали, что наряду с пиком, который обычно связывают с возбуждением однородной прецессии намагниченности, наблюдается ряд дополнительных пиков поглощения в слабых и сильных полях от основного пика поглощения. Положение и количество пиков зависит от ориентации пленки относительно магнитного поля.

По результатам вычислений на частотные области собственных колебаний накладывается область мод магнитостатических колебаний, это меняет вид резонансной кривой. Расчет из дисперсионных кривых удовлетворяет условию приближения для плоских волн и соответствует значениям полученных из спектров ФМР. При этом в спектре ФМР представлены как объемные, так и поверхностные волны, имеющие одну и ту же частотную область существования.

ВЫВОДЫ

дисперсионные зависимости магнитостатических волн описываются теорией Дэймона-Эшбаха; наблюдаются прямые магнитостатические волны (ПМСВ); декременты, волновые числа, фазовая и групповая скорость, частотный диапазон ПМСВ зависят от параметров, характеризующих химический состав (намагниченности насыщения, первой константы кристаллографической анизотропии, поля анизотропии); на величину поля анизотропии существенное влияние оказывает степень дефектности структуры (параметры блочной и дислокационной структуры);

пределы изменения магнитных параметров (намагниченности насыщения 4лМ0 ~ 4,47-5-5,40 кГс, поля анизотропии Нд ~ 101-5-159 Э, первая константа анизотропии К1 ~ (3,Н6,4)-104 эрг/см3) для пленок состава удовлетворительно совпадают при расчете различными методами (методом ФМР, фазочастотным методом и методом подвижного преобразователя); различие было получено только при определении поля анизотропии, которое отличалось на 20-50 Э;

учет диссипации в дисперсионном уравнении приводит к увеличению значения верхней границы частоты области возбуждения ПМСВ, к возникновению в новой части частотного диапазона обратных ПМСВ -диссипативных ПМСВ; обратные ПМСВ экспериментально не наблюдаются

вследствие большого затухания; максимальные значения волнового числа зависят от толщины пленки, величины первой кристаллографической константы анизотропии, подмагничивающего поля и параметра диссипации; пороговая частота границы области возбуждения ПМСВ определяется

тремя из указанных выше четырех параметров и не зависит от толщины пленки;

для образцов состава наблюдаются нелинейные

эффекты, связанные с трехмагнонными процессами распада; нелинейность проявлялась в возникновении модуляции (т.е. в появлении частот сателлитов в спектре МСВ); граница локализовалась вблизи нижнего по частоте края спектра ПМСВ; четырехмагнонные процессы не наблюдаются, так как пороговые мощности (0,14^-1,50 мВт) не достигаются;

параметры, характеризующие затухание спиновых колебаний и волн в пленках марганцевых и магний-марганцевых феррошпинелей, зависят от химического состава, дефектности структуры и технологических условий получения пленок (температуры синтеза и скорости роста); эффективный параметр затухания спиновых колебаний и волн а ~10'2, время релаксации т ~10'9 с, затухание МСВ на единицу времени распространения Ь~(102-Ч03) дБ/мкс; значения а ~10"3 и г~0,Ь10"9 с, Ь~102 дБ/мкс получены путем снижения степени дефектности структуры, изменением химического состава и технологических условий (уменьшением температуры синтеза и скорости роста).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Митлина Л.А., Молчанов В.В., Левин А.Е., Кривошеева КВ., Великанова Ю.В. Деформационные эффекты в эпитаксиальных феррошпинелях. // Вестник самарского государственного технического университета. Серия физ.-мат. Науки. Самара: СамГТУ 2002. Вып.16. С. 122-128.

2. МитлинаЛ.А., Левин А.Е., КривошееваЕ.В., Великанова Ю.В., Виноградова М.Р. Влияние дислокаций на величину линий ферромагнитного резонанса в эпитаксиальных феррошпинелях. // Тезисы докладов 3 международной конференции молодых ученых, студентов, старшеклассников и творческой молодежи "Актуальные проблемы современной науки". Самара: СамГТУ 2002.

3. МитлинаЛ.А., Левин А.Е., Великанова Ю.В., Кривошеева ^, Виноградова М.Р. Влияние границ блоков на сопротивление деформации в эпитаксиальных феррошпинелях. // Вестник самарского государственного технического университета. Серия физ.-мат. Науки. Самара: СамГТУ 2ООЗ.Вып. 19. С. 111-117.

4. Митлина Л.А., Левин А.К, Кривошеева КВ., Великанова Ю.В. Дефекты структуры в монокристаллических пленках феррошпинели. // XV Международная конференция "Физика прочности и пластичности". Тольятти: Тольяттинский ГТУ. 30 сентября-3 октября 2003.

5. Митлина Л.А., Великанова Ю.В., Виноградова М.Р. Исследование магнитных и механических свойств эпитаксиальных феррошпинелей. // 2-я межрегиональная научная школа для студентов и аспирантов "Материалы нано-, микро- о оптоэлектроники: физические свойства и применение". Саранск: МГУ им. Огарева, Институт физики и химии. 13-15 октября 2003 г. С. 79.

6. Митлина Л.А., Великанова Ю.В., Ерендеев ЮЛ, Ляшенко СВ., Сидоров А.А., Кривошеева Е.В. Анализ характеристик МСВ, распространяющихся в ферритовых пленках. // Вестник самарского государственного технического университета. Серия физ.-мат. Науки. Самара: СамГТУ 2004.вып. 27. с. 25-32.

7. Митлина Л.А., Виноградова М.Р. Великанова Ю.В., Кривошеева Е.В. О движении и размножении дислокаций в эпитаксиальных феррошпинелях. //Вестник самарского государственного технического университета. Серия физ.-мат. Науки. Самара: СамГТУ 2ОО4.Вып. 27.С.140-151.

8. Митлина Л.А., Виноградова М.Р. Великанова Ю.В. Распространение магнитостатических волн в пленках феррошпинелей. // 3 международная научно-техническая конференция "Физика и технические приложения волновых процессов". Волгоград:6-12 сентября 2004 г.С.162.

9. Митлина Л.А., Великанова Ю.В., Виноградова М. Распространение магнитостатических волн в пленках феррошпинелей. // 19 международная школа-семинар "Новые магнитные материалы микроэлектроники". Москва:2004.С.ЗЗЗ-334.

10. Митлина Л.А., Сидоров А.А., Великанова Ю.В,. Виноградова М.Р., Ляшенко СВ. Магнитные потери в эпитаксиальных феррошпинелях. // Москва: 11-я международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика". 1-2 марта 2005г.С.45-46.

11. Митлина Л.А., Великанова Ю.В., Виноградова М. Р., Бадртдинов Т.С Затухание спиновых колебаний и волн в пленках феррошпинелей. // Вестник самарского государственного технического университета. Серия физ.-мат. Науки. Самара: СамГТУ. 2ОО5.Вып.34.С.82-9О.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Анфиногенов В.Б., Зильберман П.Е., Казаков Г.Т., Митлина Л.А., Сидоров А. А., Тихонов В. В. Наблюдение и распространение магнитостатических волн в пленках феррошпинели. // Письма в ЖТФ. 1986. т.12.№6. с. 996-999.

2. Анфиногенов В.Б., Митлина Л.А., Попков А.Ф., Сидоров А.А., Сорокин В.Г., Тихонов В.В. Магнитостатические волны в пленках феррошпинели. // ФТТ. 1988. т.ЗО. № 7. с. 2032-2039.

3. Зильберман П.Е., Казаков Г.Т., Тихонов В.В. Раздельное измерение параметров полезного сигнала и наводки в линиях передачи магнитостатических волн. // РЭ. 1985. 30. № 6. с. 1164-1169.

Автореферат отпечатан с разрешения диссертационного совета Д 212.217.01 (протокол № 31 от 9 к ииАА,- 2005 года)

Отпечатано на ризографе ГОУВПО Самарский государственный технический университет 443100, Самара, ул. Молодогвардейская,244

о э ИЮЛ 2005 _л 'Srii

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Великанова, Юлия Владимировна

1 ВВЕДЕНИЕ.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Механизмы роста, дефектообразования и релаксации напряжений при гетероэпитаксии феррошпинелей 1.1 Закономерности формирования эпитаксиального слоя феррошпинели.

1.1.2 Механизмы релаксации напряжений и дефектообразования при гетеропитаксии феррошпинелей

1.2 Влияние дефектов структуры на магнитные свойства эпитаксиальных феррошпинелей

1.3 Наблюдение распространения магнитостатических волн в пленках феррошпинелей

1.4 Магнитостатические волны в ферромагнетиках и их применение в СВЧ устройствах

1.4.1 Теория.

1.4.2 Устройства.

1.5 Постановка задачи

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Физико-химические аспекты технологии выращивания феррошпинелей газофазным методом

2.1.1 Методы получения пленок феррошпинелей.

2.1.2 Описание установки эпитаксиального выращивания пленок феррошпинелей.

2.1.3 Факторы, определяющие кинетику роста.

2.1.4 Рентгеноструктурный и микроструктурный анализ.

2.2 Методы исследования магнитных параметров магнитостатических волн

2.2.1 Ферромагнитный резонанс.

2.2.2 Метод движущегося преобразователя.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ И ЭКСПЕРИМЕНТА.

3.1 Исследование магнитостатических волн в пленках магранцевых и магний-магранцевых феррошпинелей

3.2 Дисперсионные характеристики МСВ в пленках магний марганцевого феррита с учетом величины сигнала наводки в линии передачи

3.2.1 Амплитудно-частотные характеристики макета ЛЗ.

3.2.2 Дисперсионные характеристики пленок феррошпинелей.

3.3 Характеристики пленок феррошпинелей, полученные различными методами

3.4 Затухание спиновых колебаний и волн в пленках феррошпинелей

3.4.1 Константа обменного взаимодействия, радиусы магнитно-дипольного и обменного взаимодействия.

3.4.2 Эффективный параметр затухания и время релаксации.

3.5 0 спектре ПМСВ в ферритовой пленке с потерями

3.6 Различные эффекты, возникающие при распространении поверхностных магнитостатических волн

3.7 Магнитостатические моды в спектре ферромагнитного резонанса в пленках феррошпинелей

ВЫВОДЫ.

Введение диссертация по физике, на тему "Магнитостатические колебания и волны в пленках феррошпинелей"

Электроника сверхвысоких частот (СВЧ) - область науки и техники, охватывающая вопросы генерирования, передачи, усиления и преобразования СВЧ сигналов. Естественные периодические структуры - периодические кристаллические решетки - представляют интересный объект для изучения с точки зрения возможностей использования колебательных и волновых СВЧ процессов в этих структурах. В твердом теле в зависимости от его характеристик, внешних условий и частоты возбуждения могут распространяться волны различных классов и типов - электромагнитные (быстрые), акустические (медленные) и спиновые (очень медленные). Первые представляют собой обычные электромагнитные волны в среде, вторые -упругие волны смещений атомов в решетке кристалла, третьи — распространение возмущений прецессии магнитных моментов атомов в узлах кристаллической решетки в магнитоупорядоченных структурах.

Эти волны могут связываться между собой и с волнами в потоках носителей заряда в твердотельной плазме, что обеспечивает их взаимное преобразование и открывает возможности для создания устройств, управляющих амплитудой, фазой, полосой, временем задержки высокочастотного сигнала, т.е. устройств, используемых для обработки СВЧ сигнала [1-4].

В современных устройствах обработки СВЧ-сигналов важнейшая роль отводиться приборам на поверхностных акустических волнах (ПАВ) [5, 6]. Однако верхняя граница рабочих частот ПАВ-приборов невелика (2 ГГц). Поиски устройств, аналогичных ПАВ-приборам, привели к возникновению и развитию нового направления в СВЧ-технике — приборов на магнитостатических волнах (МСВ), способных работать на частотах от 1 до 60 ГГц. Скорость распространения МСВ составляет и= 105 м/с, что приблизительно на два порядка выше скорости ПАВ. Именно этот фактор позволяет при данной длине волны обеспечить более высокую рабочую частоту.

МСВ обладают целым рядом преимуществ перед акустическими: существуют в более высокочастотном диапазоне, легко возбуждаются и принимаются (потери передачи малы), управляются внешним магнитным полем; характеристики МСВ зависят от внешних условий (металлические экраны, периодические границы), МСВ пригодны для создания СВЧ устройств с обратной динамической нелинейностью и др.

Размеры преобразователей МСВ или ПАВ определяются их длиной волны. Потому в случае МСВ изготовление преобразователей оказывается проще, т.к. они имеют более крупную геометрическую структуру по сравнению с преобразователями ПАВ и благодаря этому обеспечивают возможность работы на более высоких частотах. Кроме того, СВЧ-устройства на МСВ могут быть выполнены методами обычной фотолитографии.

Разработки МСВ приборов направлены на создание устройств мгновенного распознавания СВЧ - сигналов для радиоэлектронной аппаратуры.

Простейшими из этих устройств являются линии задержки - управляемые постоянным магнитным полем или дисперсионные (с задержкой, зависящей от частоты). Они необходимы для обработки сигналов в современных системах радиолокации и связи. Интерес к таким линиям задержки обусловлен тем, что скорость распространения спиновых волн значительно (на несколько порядков) меньше скорости распространения обычных электромагнитных волн в волноводах, и поэтому те же задержки могут быть достигнуты при значительно меньших размерах линии. При допустимых потерях такие линии позволяют получить время задержки, регулируемое в пределах 0,01-1 мкс.

В результате интенсивных исследований были разработаны многие другие СВЧ-устройства на основе магнитостатических волн в ферритовых пленках [2, 3, 7-11], прежде всего перестраиваемые фильтры и генераторы, а также нелинейные устройства (подавители слабых сигналов или шумоподавители, ограничители мощности и др.).

Важнейшим критерием применимости ферритов и ферритовых пленок в СВЧ - устройствах является ширина ферромагнитного резонанса (ФМР), характеризующая ферромагнитные релаксационные процессы. Неудивительно, что подавляющее большинство исследований распространения МСВ было выполнено на образцах железоиттриевого граната (ЖИГ). Так как, благодаря специфике кристаллической структуры и хорошо развитой технологии получения, кристаллы ЖИГ обладают довольно узкой линией резонанса АН = 0,1 - 0,3 Э и соответственно характеризуются низкими потерями распространения МСВ.

Создание технологии выращивания высококачественных пленок ЖИГ стало предпосылкой для разработки устройств на МСВ и современного их промышленного освоения. За истекшие полтора десятилетия были использованы различные свойства и эффекты в пленках ЖИГ в устройствах на МСВ. В настоящее время, с целью дальнейшего увеличения и расширения диапазона рабочих частот СВЧ-устройств, возникла необходимость исследования МСВ в эпитаксиальных феррошпинелях, о чем подчеркивалось в работах [12-16].

В эпитаксиальных феррошпинелях имеется внутреннее неоднородное магнитное поле. Дисперсия, направление распространения и пространственное распределение магнитостатических волн существенно отличаются от аналогичных характеристик в бесконечном ферритовом слое и в эпитаксиальных пленках иттриевого граната (ЖИГ) [11]. В этой связи на пленках феррошпинели возможно создание принципиально новых функциональных устройств на МСВ [13].

Исследования распространения магнитостатических волн в эпитаксиальных феррошпинелях [11-12] показали, что поверхностные МСВ распространяются в пленках марганцевого феррита примерно с теми же декрементами затухания, что и в пленках ЖИГ несмотря на значительное различие в ширине линии ФМР (в пленках ЖИГ АН = 0,2 - 0,7 Э, а в пленках марганцевого феррита ДН = 3-15 Э). Обнаруженные особенности распространения МСВ в пленках марганцевого феррита могут стать основанием при создании устройств на МСВ. Перспективность применения эпитаксиальных феррошпинелей обусловлена тем, что по сравнению с ЖИГ они позволяют: а) значительно расширить диапазон рабочих частот и продвинуть их в более высокие частоты; б) варьировать дисперсионной характеристикой в широких пределах, благодаря большому полю анизотропии; в) снизить величину подмагничивающего поля до единиц эрстед; г) повысить эффективность магнитоупругого взаимодействия, вследствие большей чем в ЖИГ магнитоупругой константы.

Следует отметить, что основной барьер, препятствующий широкому внедрению пленок феррошпинелей в микроэлектронные приборы и устройства, связан с трудностями освоения технологии бездефектных монокристаллических пленок.

При гетероэпитаксии, особенно при осаждении многокомпонентных соединений (как в случае феррошпинелей) сложность протекания процесса эпитаксии значительно возрастает. Начинает сказываться различие диффузионной подвижности и взаимной растворимости граничащих веществ, различие параметров решеток, коэффициентов термического расширения.

Наиболее общие результаты по специфике механизмов роста, релаксации напряжений и дефектообразования рассмотрены в обзорных работах [16-19]. Установлено, что особенности зарождения и роста пленок феррошпинелей определяются параметром межфазного взаимодействия на межфазной границе пленка-подложка, несоответствием геометрических размеров их решеток, термодинамическими условиями синтеза [16,17]. В процессе синтеза и последующего охлаждения релаксация напряжений в эпитаксиальных феррошпинелях осуществляется следующими способами: упругой релаксацией упругий изгиб), изменением состава переходной области, образованием дислокаций несоответствия, малоугловых границ, дислокаций и дислокационных скоплений по мере роста пленки. Основную роль в дефектообразовании в эпитаксиальных феррошпинелях играет пластическая деформация с генерацией дислокаций, поэтому все факторы, влияющие на пластическую деформацию, прежде всего температура, концентрация примесей, скорость охлаждения, взаимодействие дислокаций между собой и сопутствующими дефектами, оказывает существенное влияние на особенности дислокационной структуры пленок [18,19].

По результатам исследования влияния дефектности структуры на магнитные свойства пленок феррошпинелей имеются лишь разрозненные сообщения [20-22].

Для пленок магний-марганцевых феррошпинелей получено изменение величины и знака константы кристаллографической анизотропии и доменной структуры в зависимости от степени пластической деформации в процессе синтеза и охлаждения [20]. Проведен анализ спектров ферромагнитного резонанса (ФМР) в пленках марганцевых ферритов [21,22]. Показано, что значительная часть ширины линии ФМР обусловлена влиянием неоднородных по толщине напряжений.

Систематические исследования спектров магнитостатических колебаний и волн для пленок магний-марганцевых феррошпинелей с различной степенью дефектности структуры не проводилось. Данные исследования необходимы для разработки технологии получения пленок феррошпинелей, пригодных для СВЧ-устройств, а также физики магнитных явлений в ферримагнетиках в пленочном состоянии.

Цель работы:

Для этого решались следующие задачи: исследование условий возбуждения магнитостатических колебаний в спектрах ферромагнитного резонанса, и распространение магнитостатических волн в пленках магний-марганцевых феррошпинелей с различным типом структурной неоднородности; сопоставление результатов измерений волновых чисел, декрементов, групповой скорости методом движущегося преобразователя и фазочастотным методом; определение магнитных параметров пленок феррошпинелей из спектров ФМР и МСВ; изучение особенностей нелинейных процессов первого порядка в спектрах МСВ; выявление на основе экспериментальных данных зависимости затухания спиновых колебаний и волн в зависимости от химического состава, дефектности структуры и технологических условий получения; анализ экспериментальных результатов с целью возможностей их описания в рамках существующих теорий и моделей.

Объекты и методы исследования.

В качестве объектов исследования выбраны монокристаллические пленки исходного состава Mg0i25Mn0,75Fe2O4 и MnxFe3.x04 с х = 1; 0,65, толщиной 15-40 мкм.

Монокристаллические пленки получены методом химических транспортных реакций на свежих сколах (001) оксида магния.

При выборе химического состава феррошпинелей исходили из потенциальных возможностей практического применения данной группы феррошпинелей в СВЧ устройствах из-за высокой намагниченности (~3000-5000 Гс) и больших полей анизотропии (~100-200 Э).

Химический состав пленки не воспроизводит идентично состав источника, что подтверждается данными анализа, проведенного на микроанализаторе "Сашеса": исходным составам х = 1; 0,65 в пленке соответствует х = 1,23; 0,9.

Научная новизна работы.

1. Проведено комплексное исследование спектров МСВ и ФМР в касательно намагниченных насыщенных монокристаллических пленках магний-марганцевых феррошпинелей.

Научная и практическая ценность работы. Научная ценность работы заключается в том, что полученные в ней результаты расширяют и углубляют физические представления об условиях распространения магнитостатических волн в пленках феррошпинелей обладающих высокой намагниченностью (-3000-5000 Гс) и большими полями анизотропии (-100-200 Э), а также о влиянии дефектности структуры на дисперсионные параметры МСВ и нелинейные эффекты.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Результаты комплексного экспериментального исследования спектров ферромагнитного резонанса, магнитостатических волн и степени дефектности структуры в зависимости от химического состава технологических условий синтеза.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международных и Всероссийских научных конференциях: 3-ей международной конференции молодых ученых, студентов, старшеклассников и творческой молодежи "Актуальные проблемы современной науки" (Самара, 2002), XV Международной конференции "Физика прочности и пластичности" (Тольятти, 2003), 2-ой межрегиональной научной школе для студентов и аспирантов "Материалы нано-, микро- о оптоэлектроники: физические свойства и применение" (Саранск, 2003), 3-ей международной научно-технической конференции "Физика и технические приложения волновых процессов" (Волгоград, 2004), 19-ой международной школе-семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники" (Москва, 2004), 11-ой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (Москва, 2005).

Личный вклад автора. Автором проведен ряд экспериментальных исследований по измерению магнитостатических волн в пленках феррошпинелей методом подвижного преобразователя, снятие амплитудно-частотных характеристик, металлографические исследования дефектов структуры и доменной структуры. Участвовала в анализе экспериментальных результатов с целью возможностей их описания в рамках существующих теорий и моделей, а также в написании статей и тезисов.

Исследование МСВ фазочастотным методом и ФМР для пленок состава Mg0,25Mn0)75Fe2O4 выполнено в СФИРЭ РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы. Содержит 162 страниц машинописного текста, 41 рисунок, 40 таблиц, список литературы из 139 наименований. Работа выполнена на кафедре физики СамГТУ в соответствии с планом научно-исследовательских работ, а также в рамках проекта программы "Фундаментальные исследования высшей школы в области естественных гуманитарных наук Университеты России".

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

выводы

Экспериментальные исследования и теоретический анализ магнитостатических волн (МСВ) и спектров ферромагнитного резонанса (ФМР) при касательном намагничивании в монокристаллических пленках феррошпинелей показали: дисперсионные зависимости магнитостатических волн описываются теорией Дэймона-Эшбаха; наблюдаются прямые магнитостатические волны (ПМСВ); декременты, волновые числа, фазовая и групповая скорость, частотный диапазон ПМСВ зависят от параметров, характеризующих химический состав (намагниченности насыщения, первой константы кристаллографической анизотропии, поля анизотропии); на величину поля анизотропии существенное влияние оказывает степень дефектности структуры (параметры блочной и дислокационной структуры); пределы изменения магнитных параметров (намагниченности насыщения 4яМ0 ~ 4,47+5,40 кГс, поля анизотропии НА ~ 101+159 Э, первая константа л 1 анизотропии Kj ~ -(3,1+6,4)-10 эрг/см ) для пленок состава Mgo^Mno,75^04 удовлетворительно совпадают при расчете различными методами (методом ФМР, фазочастотным методом и методом подвижного преобразователя); различие было получено только при определении поля анизотропии, которое отличалось на 20-50 Э; учет диссипации в дисперсионном уравнении приводит к увеличению значения верхней границы частоты области возбуждения ПМСВ, к возникновению в новой части частотного диапазона обратных ПМСВ — диссипативных ПМСВ; обратные ПМСВ экспериментально не наблюдаются вследствие большого затухания; максимальные значения волнового числа k'm зависят от толщины пленки, величины первой кристаллографической константы анизотропии, подмагничивающего поля и параметра диссипации; пороговая частота тт границы области возбуждения ПМСВ определяется тремя из указанных выше четырех параметров и не зависит от толщины пленки; для образцов состава Mg0)25Mn0>75Fe2 О4 наблюдаются нелинейные эффекты, связанные с трехмагнонными процессами распада; нелинейность проявлялась в возникновении модуляции (т.е. в появлении частот сателлитов в спектре МСВ); граница локализовалась вблизи нижнего по частоте края спектра ПМСВ; четырехмагнонные процессы не наблюдаются, так как пороговые мощности (0,14-4,50 мВт) не достигаются; параметры, характеризующие затухание спиновых колебаний и волн в пленках марганцевых и магний-марганцевых феррошпинелей, зависят от химического состава, дефектности структуры и технологических условий получения пленок (температуры синтеза и скорости роста); эффективный параметр затухания спиновых колебаний и волн а~ 10', время релаксации

О л ^ г~10" с, затухание МСВ на единицу времени распространения L~(10 —10 )

5 л л дБ/мкс; значения а~ 10" и г~0,Ы0 с, L~10 дБ/мкс получены путем снижения степени дефектности структуры, изменением химического состава и технологических условий (уменьшением температуры синтеза и скорости роста).

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Великанова, Юлия Владимировна, Самара

1. Гуревич А.Г. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках. М.: Наука. 1973.591 с.

2. Гуревич А.Г.Магнетизм на сверхвысоких частотах. //Соровский образовательный журнал. 1999. № I.e. 98-104.

3. Гуревич А.Г., Мелков Г.А. Магнитные колебания и волны. М.: Наука, 1994.

4. Гуревич А.Г. Спиновые волны // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. №9. с. 100-108.

5. Вашковский А.В., Стальмахов B.C., Шараевский Ю.П. Магнитостатические волны в электронике сверхвысоких частот. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1993. 320 с.

6. Дж. Адам, М.Р. Даниел, Д.К. Шродер. Применение устройств на магнитостатических волнах один из путей микроминиатюризации СЧВ-приборов. //Электроника. 1980. № 11,36-44 с.

7. Яковлев Ю.М. Гранатовые эпитаксиальные структуры спин-волновой электроники. //Обзоры по электронной технике. Серия 6. Материалы. — М.: ЦНИИ "Электроника". 1986. Выпуск 67. 56 с.

8. Звездин А.К., Медников А.М, Попков А.Ф. Функциональные устройства на магнитостатических и магнитоакустических волнах. // Электронная промышленность. 1983. Выпуск 8. с. 14-19.

9. Лебедь Б.М., Лопатин В.П. Магнитостатические колебания в ферритах и их использование в технике СВЧ. // Обзоры по электронной технике. Серия 1. Материалы. М.: ЦНИИ "Электроника". 1978. Выпуск 12(561). с.

10. Вапне Г.М. СВЧ-устройства на магнитостатических волнах. // Обзоры по электронной технике. Серия 1. Материалы. М.: ЦНИИ "Электроника". 1984. Выпуск 8. 80 с.

11. Горбачевская З.М. Зарубежная разработка СВЧ приборов на магнитостатических волнах (МСВ) // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. Вып. 11(347). 1982. с. 65-67.

12. Анфиногенов В.Б., Зильберман П.Е., Митлина Л.А., Сидоров А.А., Тихонов В.В. Наблюдение и распространение магнитостатических волн в пленках феррошпинели. // Письма в ЖТФ. 1986. т. 12. № 6. с. 996-999.

13. Анфиногенов В.Б., Зильберман П.Е., Митлина Л. А., Сидоров А.А., Тихонов В.В. Магнитостатические волны в пленках феррошпинели. // Тезисы докладов региональной конференции "Спиновые явления техники СВЧ". Краснодар. 1987. с.37-38.

14. Анфиногенов В.Б., Митлина JI.A., Попков А.Ф., Сидоров А.А., Сорокин В.Г., Тихонов В.В. Магнитостатические волны в пленках феррошпинели. // ФТТ. 1988. т.ЗО. № 7. с. 2032-2039.

15. Анфиногенов В.Б., Зильберман П.Е., Митлина JI.A., Сидоров А.А., Тихонов В.В. Магнитостатические волны в пленках феррошпинели.iL

16. Proceedings of 9 Int. conf. on microwave ferrites. JCMF1 1988. Estcrgom, Hungari. 1988. p. 1-2.

17. Сорокин В.Г., Лавренов А. А. Магнитостатические волны в монокристаллических пленках марганцевого феррита. // Микроэлектроника и полупроводниковые приборы. 1989. с. 85-95.

18. Митлина Л.А. Исследование электрических свойств пленок магний-марганцевых ферритов.: Автореферат диссер. канд. физ.-мат.наук / Куйбышевский гос. пед. институт. Куйбышев. 1971. 19 с.

19. Кошкин Л.И., Дунаева-Митлина Т.А. Условия роста, морфология поверхности и магнитные свойства эпитаксиальных пленок магний-марганцевых ферритов. // Исследования по физике ферритов и электронике: Сб.научн.тр. Куйбышев: КГПИ. 1989. с. 25-54.

20. Митлина Л.А. Кинетика эпитаксиального роста феррошпинелей.// Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1988. Т. 24. №2. С. 290-293.

21. Ахиезер А.И., Барьяхтар В.Г., Пелетмицкий С.В. Спиновые волны. М.: Наука. 1967.

22. Червинский М.М. Получение и использование ферритовых пленок // Обзор по материалам зарубежной и отечественной литературы. М.: ЦНИИ "Технологии научных исследований и научной информации". 1966. 38 с.

23. Люкшин В.В. Исследование процесса выращивания монокристаллических пленок методом химического переноса в малом зазоре: Автореферат диссер. канд. физ.-мат.наук / Ленинградский политехнический институт. JI. 1967.17 с.

24. Зайончковский Я.А., Люкшин ВВ., Саксонов Ю.Г. Эпитаксиальное образование ферритов при химических транспортных реакциях // Изв. АН СССР. Серия: Неорганические материалы. 1967. №3. С.2048-2052.

25. Alekcandrov L.N., Mitlina L.A., Molchanov V.V. Mechanism of epitaxial ferrite-spinel layers formation on magnesiam oxide substrate // Cryst. Res. Technol. 1987. Vol.16. №4. p.405-412.

26. Alekcandrov L.N., Mitlina L.A., Molchanov V.V., Vasilyev A.L. Heteroepitaxy of ferrite-spinel layers by CVD metod // Cryst. Res. Technol. 1983. Vol.18. №11.P.1333-1339.

27. Беленький В.З. Геометрико-вероятностные модели кристаллизации. М.: Наука. 1980. 84с.

28. Александров Л.Н., Сидоров Ю.Г., Криворотое Е.А. Газотранспортная эпитаксия // Полупроводниковые пленки для микроэлектроники. Новосибирск: Наука. 1977. С.58-105.

29. Гутаковский А.К., Пчеляков О.П., Стенин С.И. О возможности управления доминирующим типом дислокаций несоответствия при гетероэпитаксии//Кристаллография. 1980. Т.25. №4. С.806-814.

30. Иевлев В.М., Трусов Л.И., Холмянский В.А. Структурные превращения в тонких пленках. М.: Металлургия. 1982. 247с.

31. Анавердова О.Г., Коваль Я.П., Михайлов И.Ф., Фукс Я.М., Митлина J1.A., Молчанов В.В. Неоднородность деформации и субструктура эпитаксиальных слоев MgxMni.xFe204/Mg0.// Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1982. Т. 18. С. 1020-1024.

32. Хирт Дж., Лотте И. Теория дислокаций. М: Атомиздат, 1972. 599 с.

33. Смирнов Б.И. Дислокационная структура и упрочнение кристаллов. Л.: Наука. 1981.235с.

34. Митлина Л.А. Левин А.Е., Кривошеева Е.В. Великанова Ю.В., Виноградова М.Р. Влияние границ блоков на сопротивление деформации в эпитаксиальных феррошпинелях // Вестн. СамГТУ. Серия: Физ.-мат. науки. 2003. Вып. 19. С. 111-117.

35. Тхорик Ю.А., Хазан С. Пластическая деформация и дислокации несоответствия в гетероэпитаксиальных системах. Киев: Наукова думка, 1983. 304 с.

36. Митлина Л.А., Левин А.Е., Валюженич М.К. Механизмы релаксации напряжений при гетероэпитаксии феррошпинелей // Вестн. СамГТУ. Серия: Физ.-мат. науки. 2000. Вып.9. С.77-88.

37. Митлина Л.А., Левин А.Е., Кривошеева Е.В. Механизмы дефектообразования при гетероэпитаксии феррошпинелей // Вестн. СамГТУ. Серия: Физ.-мат. науки. 2001. Вып. 12. С. 114-123.

38. Митлина Л.А., Молчанов В.В., Левин А.Е., Кривошеева Е.В., Великанова Ю.В. Деформационные эффекты в эпитаксиальных феррошпинелях // Вестн. СамГТУ. Серия: Физ.-мат. науки. 2002. Вып.16. С.122-128.

39. Митлина JI.А. Физико-химические основы получения, дефектность структуры и свойства монокристаллических пленок феррошпинелей // Вестн. СамГТУ. Серия: Физ.-мат. науки. 2004. Вып.30. С. 114-149.

40. Alekcandrov L.N., Mitlina L.A., Vasilyev A.L., Mikhailov V.A. Dislocation structure of epitaxial ferro-spinel films // Cryst. Res. Technol. 1986. Vol.20. №1. P.89-95.

41. Башкиров Л.А., Башкирова М.Г., Никифорова H.B., Саксонов Ю.Г. Диффузия катионов ферритов никеля, кобальта, цинка, магния в окись магния.// Структура и свойства ферритов. Минск: Наука и техника, 1974. С. 103-109.

42. Fitzgerald A.G. and May G. Defects in epitaxial ferrite films grown by chemical vapour deposition // Thin Solid Films. 1976. Vol.35. №2. P.201-213.

43. Митлина Л.А., Пец A.B., Молчанов B.B. Анизотропия пленочных монокристаллов магний-марганцевого феррита, наведенная пластической деформацией.// Изв. вузов. Физика. 1982. № 3. С. 31-34.

44. Беккер Я.М., Зотова Г.М., Майоров С.А. Механические напряжения в пленках ферритов и их магнитные свойства.// Магнитные пленки. Минск: Высшая школа, 1974. С. 68-72.

45. Никитенко В.И., Осипьян Ю.А. Влияние дислокаций на оптические, электрические и магнитные свойства кристаллов // Проблемы современной кристаллографии. М.: Наука. 1975. С.239-262.

46. Дикштейн И.Е., Тарасенко В.В. О магнитной анизотропии ферромагнитных кристаллов с дислокациями // ФММ. 1976. Т.42. Вып.4. С.679-683.

47. Косевич A.M., Фельдман Э.П. Упругие и магнитные поля вокруг дислокации в ферромагнетике // ФТТ. 1967. Т.9. Вып. 12. С.3415-3421.

48. Пец А.В., Кондратьев Е.Ф. Ширина линии ферромагнитного резонанса в кристаллах с упорядоченными дислокационными структурами // ФТТ. 1973. Т. 15. Вып.5. С.1494-1500.

49. Ганн В.В., Фельдман Э.П. Распределение намагниченности в однородных кубических ферромагнетиках, содержащих дислокации // ФНТ. 1976. Т.2. №1. С.30-36.

50. Кошкин Л.И. Физические свойства монокристаллических пленок ферритов-шпинелей // Магнетизм и электроника. Сб. научн. трудов Куйбышев: КГПИ. 1979. С.3-89.

51. Пынько В.Г., Садилов К.А. Перпендикулярная анизотропия монокристаллических пленок кобальтового феррита // Физика магнитных пленок. Сб. научн. трудов. Красноярск: КГПИ. 1975. С. 187-189.

52. Бабкин Е.В. Исследование перпендикулярной анизотропии в пленочных монокристаллах MnxFe3x04 // Физика магнитных пленок. Сб. научн. трудов. Иркутск: ИГПИ. 1979. С.88-92.

53. Митлина JT.A., Сидоров А.А., Васильев A.JI. Магнитная анизотропия пленок марганцевого феррита // Магнитные свойства кристаллических и аморфных материалов. Сб. научн. трудов. Иркутск: ИГПИ. 1983. С. 171-173.

54. Гаврилин В.П., Березин Д.Г., Мирошников Ю.Ф. Ферромагнитный резонанс, кристаллографическая анизотропия монокристаллических пленок литиевого феррита // Изв. вузов. Серия: Физика. 1973. № 9. С.86-89.

55. Кошкин Л.И., Нестреляй Т.И., Дунаева-Митлина Т.А. Новый тип доменной структуры в эпитаксиальных пленках ферритов // ФТТ. 1969. Вып.11. №5. С.1216-1219.

56. Молчанов В.В., Михайлов В.А., Посыпайко Э.Д. Тетрагональные искажения решетки и остаточные напряжения в пленках феррошпинели // Структура и свойства деформируемых материалов. Сб. научн. трудов. Куйбышев: КУАИ. 1984. С.127-129.

57. Лесник Л.Г. Наведенная магнитная анизотропия. Киев: Наумова думка. 1979. 295с.

58. Machakowa J. Ferromagnetic resonance measurements of magnesium-manganese ferrite films // Phys.stat.sol. 1968. Vol.26. № 2. P.435-445.

59. Митлина Л.А., Олихов И.М., Белицкий A.M., Харламов А.Д., Сидоров А.А. Повышение уровня СВЧ параметров эпитаксиальных пленок феррошпинелей путем управления их реальной структурой // Электронная техника. Серия: 1. Электроника СВЧ. 1983. №7. С.54-58.

60. Митлина Л.А., Сидоров А.А. Неоднородные моды ФМР в пленках марганцевых феррошпинелей //Изв. вузов. Серия: Физика. 1987. №11. С.57-61.

61. Митлина Л.А., Козлов В.И., Сидоров А.А., Васильев А.Л. Магнитные свойства пленок феррошпинелей многокомпонентных составов // Электронная техника. Сер.6. .Материалы. 1985. В. 2(201). С.37-40.

62. Damon R.W., Eshbach J.R. Magnetostatic modes of a ferromagnetic slab. J. Phys. Chem. Sol., 1961. v.19. № 314. p.308-320.

63. Зильберман П.Е., Казаков Г.Т., Тихонов В.В. Раздельное измерение параметров полезного сигнала и наводки в линиях передачи магнитостатических волн. // РЭ. 1985. 30. № 6. с. 1164-1169.

64. Гусев Б.Н., Чивилева О.А., Гуревич А.Г., Эмирян Л.М., Наронович О.Б. Затухание поверхностной магнитостатической волны. // Письма в ЖТФ. 1983. 9. № 3. с. 159-163.

65. Богун П.В., Гусев М.Ю., Кандыба П.Е., Котов В.А., Попков А.Ф., Сорокин В.Г. Распространение магнитостатических волн в висмутсодержащих пленках иттриевого феррита-граната.// ФТТ. 1985. Т. 27. В. 9. С. 2776-2778.

66. Яковлев Ю.М., Генделев С.М. Монокристаллы ферритов в радиоэлектронике. М.: Советское радио, 1975.-360 с.

67. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. 4.1. М.: Наука. 1976.

68. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. 4.2. М.: Наука. 1976.

69. Ландау JI.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука. 1979.

70. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Кинетика. М.: Наука. 1979.

71. Кип Z.K., Hopkins R.H. Growth characteristic and FMR linewidths of lithium ferrite films LPE grown on MgO substates // Digests of Intermag' 83.1983. p. CD-2.

72. Hermann D.A., Ir., and Paskett T.S. Some magnetic properties of Mn-Zn ferrite epitaxial layers // J. Appl. Phys. 1981. vol. 52. № 3. part 2. p. 2444-2446.

73. Van der straten P.J.M., Metrselaar R. JPE growth of lithium ferrite aluminate films // J. Crystal. Growth. 1980. vol.48. № 1. p. 119-120.

74. Damen J.P.M., Roberton J.M. and Huyberts M.A.H. Thin film growth of (MnxZni.x)Fe204 //J. Crystal. Growth. 1979. vol.47. № 4. p. 486-492.

75. Heinz D.M., Whitcomb E.G. Монокристаллический слой эпитаксиально нанесенного феррита лития с частичным замещением лития на натрий // США. Патент фирмы "Rockwell International Corporation" № 4. 093.781. от 6.6.78. Заявлено 27.5.75.

76. Шефер Г. Химические транспортные реакции. М.: Мир. 1964. 189 с.

77. Takai Н., Takasu S. Single- crystal film of ferrits // Japan. J.Appl.Phys. 1964. № 3. p. 175-178.

78. Сендзов Я.М., Юрьева E.K., Червинский. Эпитаксиальный рост монокристаллических пленок окислов переходных металлов // Процессы роста и синтеза кристаллов и пленок полупроводниковых материалов: Сб. научн.тр.: Новосибирск: Наука. 1971. с. 389-395.

79. Иванов Б.Д., Лебедев Л.М., Трубицин Б.П. Ферритовые пленки. Получение. Свойства. Применение. // Обзоры по экспериментальной технике. Серия 7. Ферритовая техника. М.: ЦНИИ "Электроника". 1969. 35 с.

80. Зайончковский Я.А., Генделев С.М., Люкшин В.В. Эпитаксиальное образование монокристаллических пленок ферритов // Процессы роста и синтеза кристаллов и пленок полупроводниковых материалов. Сб.научн.тр.: Новосибирск: Наука. 1971. с. 301-308.

81. Gambino R.G. Preparation of Single-Crystal ferrite films // J.Appl.Phys. vol. 38. № 3. p. 1129-1131.

82. Nagasawa K. Nickel ferrite epitaxial growth on MgO oriented in (111) and (110) plates // Japan. J.Appl.Phys. 1968. vol.1. № 2. p. 174-178.

83. Кошкин Л.И. Эпитаксиальный рост, доменная структура и магнитная анизотропия монокристаллических пленок магний-марганцевых ферритов: Автореферат диссер. Доктора физ.-мат. Наук// Днепровский госуниверситет. Днепровск. 1972. 30 с.

84. Артемьев В.Ф., Бенкер Я.М., Тульев А.С. Физико-химические аспекты технологии выращивания ферритовых пленок методом "сэндвича". // Электронная техника. ЦНИИ "Микроэлектроника". 1970. вып.5. с. 66-73.

85. Зотова Г.М. Исследование влияния дефектов структуры монокристаллических пленок ферритов на их магнитные свойства.: Автореферат диссер. канд. физ.-мат.наук / АН Б ССР. Минск. 1973. 18 с.

86. Митлина Л.А. Ферромагнитный резонанс в пленках магний-марганцевых ферритов.: Автореферат диссер. канд. физ.-мат.наук / Куйбышевский гос. пед. институт. Куйбышев. 1968. 17 с.

87. Червинский М.М. Исследование некоторых магнитных свойств магний-марганцевого феррита.: Автореферат диссер. канд. техн.наук / Ленинградский технологический институт. Л. 1970. 16 с.

88. Бабкин Е.В. Наведенная магнитная анизотропия в эпитаксиальных кристаллах феррита марганца.: Автореферат диссер. канд. физ.-мат.наук / ИФ СО АН СССР. Красноярск. 1980.24 с.

89. Паршин П.С. Ферромагнитный и спин-волновой резонанс в тонких пленках железо-марганцевой шпинели.: Автореферат диссер. канд. физ,-мат.наук / ИФ СО АН СССР. Красноярск. 1979. 20 с.

90. Кошкин Л.И. Установка для выращивания малых серий ферритов-шпинелей. // Магнетизм и электроника: Сб.научн.тр. Куйбышев: КГПИ. 1978. с. 19-22.

91. Садилов К.А. Монокристаллические пленки кобальтового феррита: / Автореферат диссер. канд. физ.-мат.наук / Куйбышевский гос. пед. институт. Куйбышев. 1974. 18 с.

92. Тонкие магнитные пленки феррошпинелей. Отчет. // Руководитель темы: Садилов К.А. № Р76087146; инв. № Б 948867. Усть-Каменогорск. 1980. 72 с.

93. Гусева Е.К. Влияние магнитной анизотропии, наведенной термомагнитной обработки на доменную структуру и перемагничивание никель-кобальтового феррита: Автореферат диссер. канд. физ.-мат.наук./ Куйбышевский гос. пед. институт. Куйбышев. 1973. 20 с.

94. Бенкер Я.М., Каштан Е.М. О кинетике роста ферритовых пленок в условиях "сэндвич" — метода. // Электронная техника. Серия 6. Материалы. 1970. Вып. 5. с. 74-78.

95. Посыпайко Э.Д., Митлина Л.А. Выявление дефектов структуры пленок магний-марганцевого феррита методом травления// Исследование по физике электрических и магнитных явлений. Сб. научн. трудов. Куйбышев: КГПИ. 1974. Т. 128. С. 61-64.

96. Устинов В.М., Захаров Б.Г. Макронапряжения в эпитаксиальных структурах на основе соединений А В .// Обзоры по электронной технике. Серия 6. Материалы. М: ЦНИИ "Электроника". 1977. Вып. 4. С. 1-34.

97. Мильвидский М.Г., Освенский В.Б. Структурные дефекты в эпитаксиальных слоях полупроводников. М.: Металлургия, 1985. 159 с.

98. Аленинис С. Методы прямого наблюдения дислокаций. М.: Мир. 1968. 440 с.

99. Митлина JI.A., Левин А.Е., Кривошеева Е.В., Великанова Ю.В. Дефекты структуры в монокристаллических пленках феррошпинели. // XV Международная конференция "Физика прочности и пластичности". Тольятти: Тольяттинский ГТУ. 30 сентября-3 октября 2003.

100. Журиленко Б.Е. Магнитостатические колебания и волны в еноднородных структурах: Автореф.дис.на соиск.учен.степ.канд.физ.-мат.наук. Киев: Изд-во Киев .ун-та. 1983.14с.

101. Казаков Г.Т., Тихонов В.В., Зильберман П.Е. Резонансное взаимодействие магнитодипольных и упругих волн в пластинах и пленках железо-иттриевого граната.// ФТТ. 1983. т. 25. № 8. с. 2307-2312.

102. Митлина Л.А., Великанова Ю.В., Ерендеев Ю.П., Ляшенко С.В., Сидоров А.А., Кривошеева Е.В^4нализ характеристик МСВ, распространяющихся в ферритовых пленках // Вестн. СамГТУ. Сер. Физ.-мат. науки. 2004. Вып. №27. С. 25-32.

103. Митлина Л.А., Великанова Ю.В., Виноградова М. Распространение магнитостатических волн в пленках феррошпинелей. // 19 международная школа-семинар "Новые магнитные материалы микроэлектроники". Москва:2004.С,333-334.

104. Митлина JI.А. Физико-химические основы получения, дефектности структуры и свойств монокристаллических пленок феррошпинелей (обзор) // Вестн. СамГТУ. Сер. Физ.-мат. науки. 2004. Вып. №30. С. 114-149.

105. Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. М: Мир, 1976. Т. 1.358 с.

106. Смит Я., Вейн X. Ферриты. М.: Издательство иностранной литературы, 1962,498 с.

107. Праттон М. Тонкие ферромагнитные пленки. Л.: "Судостроение". 1967. 265 с.

108. Саланский Н.М., Ерухимов М.Ш. Физические свойства и применение магнитных пленок. Новосибирск: Наука., 1975,219 с.

109. Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е, Луговской А.В. Влияние неоднородного обмена и диссипации на распространение поверхностных волн Дэймона-Эшбаха в ферромагнитной пластине // ФТТ. 1981. Том 23.Вып. 4. С. 1136-1142.

110. Корнев Ю.В., Салендов Д.И., Сидоренков В.В. Влияние дисперсии магнитной анизотропии на частоту ферромагнитного резонанса. // Доклады АН СССР. 1987. т.294. № 5. с. 1114-1117.

111. Ахиезер А.И., Бойко B.C., Смольник А.И. К теории уширения линии ферромагнитного резонанса дислокациями. // ФТТ. 1974. т. 16. в.4. с.3411-3416.

112. Вызулин С.А., Розенсон В.Н., Шех С.А. //О спектре поверхностных магнитостатических волн в ферритовой пленке с потерями.//РЭ. 1991. В. 1.С. 164-168.

113. Мигулин В.В., Медведев В.И., Мустель Э.Р., Парыгин В.М. Основы теории колебаний. М.: Наука, 1978

114. Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е., Никитов С.А., Темирязев А.Г. Нелинейные эффекты при распространении магнитостатических волн в нормально намагниченных тонких пленках железоиттриевого граната.// 1986. Т. 28. № 9. С. 2774-2779.

115. Медников. Нелинейные эффекты при распространении спиновых волн в пленках ЖИГ. 1981. Т. 23. № 1. С. 242-245.

116. А.К. Звездин, А.Ф.Попков. К нелинейной теории магнитостатических спиновых волн.// ЖЭТФ. 1983. Т.84. Вып. 2. С.606-615.

117. Кадомцев Б.Б., Карпман В.И. УФН. 1971. 103. 193., Карпман В.И. Нелинейные волны в диспергирующих средах. Новосибирск: Изд.НГУ. 1968 .С. 111.

118. Ползикова Н.И., Раевский А.О., Темирязев А.Г. Влияние обменного взаимодействия на границу трехмагнонного распада водны Деймона-Эшбаха в тонких пленках ЖИГ.// 1984. Т.26. № 11. С. 3506-3508.

119. Паршин А.С., Чистяков Н.С. Объемные и поверхностные спиновые волны в монокристаллических пленках марганцевого феррита. // ФТТ. 1978. Т. 20. Вып. 11. С. 3513-3515.

120. Михайловская А.В., Хлебопрос Р.Г. Поверхностные волны в магнитостатическом спектре ферромагнитного слоя. // ФТТ.1971.Т.13.№ 9. Вып. 5. С. 1454-1462.

121. Михайловская А.В., Хлебопрос Р.Г. Поверхностные волны в магнитостатическом спектре ферромагнитного слоя. // ФТТ.1971.Т.13.№ 9. Вып. 5 . С. 2786-2788.

122. Козлов В.И., Митлина Л.А. Спектры магнитостатических волн в пленках литиевого феррита.// Тезисы доклада IX Всесоюзной школы-семинара. "Новые магнитные материалы микроэлектроники" Саранск. 1984. С. 115-116.

123. Биржанский В.Н., Дикштейн И.Е., Тарасенко В.В. Влияние дислокаций на ферромагнитный резонанс в литиевых ферритах. // Труды международной конференции по магнетизму МКМ 73. М.: Наука. 1974. т.4. с. 135-139.

124. Vlasko-Vlasov V.K., Dedurch L.M., Nikitenko V.J. Local magnetic anisotropy in tension field of separate dislocation. // Phys.stat.sol.(a). 1980. vol.59. № 2. p.653-661.

125. Мицек А.И., Карнаухов И.Н. Наведенная анизотропия и ширина линии ФМР в ферромагнетике с дислокациями. // ФТТ. 1975. т.17. в.7. с.2130-2132.

126. Мицек А.И., Пушкарев В.Н. Реальные кристаллы с магнитным порядком. Киев: Наукова думка. 1978. 295 с.

127. Karsono A.D. and Tiley D.R. Retracted electromagnetic modes in ferromagnetic slab. // J. Phys. C.: solid state Physics. 1978. vol.11. № 16. p. 34873492.

128. Lemons R.A, Auld B.A. The effects of field strength and orientation on magnetostatic wave propagation in an anisotropic plate. // J. Appl. Phys. 1981. vol.52. № 12. p. 7371-7380.

129. Сидоров A.A. Поверхностные магнитостатические моды в спектре ФМР пленок марганцевого феррита. // Тезисы докладов XI Всесоюзной школы-семинара "Новые магнитные материалы микроэлектроники". Ташкент. 1988. 4.1. с.200-201.

130. Сидоров А.А., Митлина JI.A., Харламов А.А. Неоднородные моды в пленках марганцевых феррошпинелей. // Тезисы докладов IX Всесоюзной школы-семинара "Новые магнитные материалы микроэлектроники". Саранск. 1984. с.114-115.

131. Сидоров А.А. Ферромагнитный резонанс и магнитостатические моды в эпитаксиальных пленках марганцевого феррита: Автореферат диссертации к.ф.-м.н., Институт физики твердого тела и полупроводноков АН БССР. Минск. 1989.18 с.

132. Булаевский JI.H. Магнитостатические поверхностные волны в ферромагнетиках. ФТТ. 1970. Т. 12. Вып.З. С.799-806.