Магнитостатические волны в планарных магнитных структурах с нестационарными и неоднородными параметрами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

пт^|

российская академия наук ордена трудового красного знамени . - институт радиотехники и электроники

На правах рукописи

ФЕТИСОВ Юрий Константинович

МАГНИТОСТАТИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ В ПЛАНАРНЫХ МАГНИТНЫХ СТРУКТУРАХ С НЕСТАЦИОНАРНЫМИ И НЕОДНОРОДНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

Специальность - 01.04.10 (физика полупроводников и диэлектриков)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в Московском институте радиотехники, электроники и автоматики Министерства РФ по делам науки, высшей школы и технической политики.

Официальные оппонента:

доктор физико-математических наук, профессор БАНКОВСКИЙ A.B.

доктор физико-математических наук, профессор ЗВЕЗДИН А.К.

доктор физико-математических наук, профессор КАЛИНИКОС Б.А. -

Ведущая организация :

Научно-исследовательский институт "Домен".

Защита диссертации состоится "/3" января 1993 года в 10 часов на заседании Специализированного Совета Д 002.74.01 в Институте радиотехники и электроники РАН по адресу : 103Э07 Москва, ГСП-3, ул.Моховая, д.II.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ИРЭ РАН.

Автореферат разослан ноября 1992 г.

Ученый секретарь СпециализйрОЕанного Совета в ИРЭ РАН

д.ф.-м.н. ^ЧЛ Артеменкс

- з -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Магнитостатические спиновые волны (МСВ) сверхвысокочастотного диапазона (СВЧ) (1-60 ГГц), распространяющиеся в магнито-упорядоченных диэлектриках, интенсивно исследуются как теоретически, так и экспериментально примерно с середины семидесятых годов. Интерес к МСВ обусловлен, с одной стороны, уникальной совокупностью свойств, приводящей к большому разнообразию физических эффектов, наблюдающихся при возбуждении, распространении и взаимодействии волн, а с другой стороны,- перспективой их практического использования в различных устройствах твердотельной СВЧ-электроники.

МСВ представляют собой длинноволновые возбуждения в магнитной подсистеме кристалла. Основной вклад в энергию волн вносит дальнодействующее диполь-дипольное взаимодействие, а влияние неоднородного обменного взаимодействия в большинстве случаев пренебрежимо мало. Фазовая скорость МСВ мала по сравнению со скоростью света, поэтому для их описания используют уравнения магнитостатики.

Впервые МСВ наблюдались экспериментально в обьемных образцах (продольно намагниченных стержнях) феррита железоиттрие-вого граната (ЖИГ) (Damon et а1,19бб) Однако, широкие исследования свойств МСВ начались только после освоения технологии жидкофазного эпитаксиального выращивания высококачественных пленок ЖИГ на подложках из галийгадолиниевого граната (ГГГ) (Мее,1967; Glass et al,1975 ), обладающих высокой однородностью параметров и малыми магнитными потерями. В таких пленках МСВ легко возбуадаются и распространяются на достаточно большие расстояния.

Были рассчитаны дисперсионные характеристики МСВ в свободных пленках- феррита (Damon, Eshbach, 1958; Барьяхтар, Каганов, 1958 ) и пленарных структурах типа ферриг-диэлектрик-металл (ФДМ) (Bongianni, 1972 ), в том числе с учетом неоднородного обменного взаимодействия ( Ге Warnes, Wolfram, 1970; Калиникос, Чарторижский,1973), исследованы процессы линейного возбуждения -приема МСВ микрополосковыми преобразователями (Weinberg,1978; Калиникос, 1980), изучены основные механизмы релаксации МСВ (Merry and Setliares.1973; Гуревич и др.,1983) установлены' закономерности взаимодействия МСВ с акустическими (Гуляев, Зильберман, 1978), электронно-плазменными ( Вашковский, Зиль-

берман и др.,1972), оптическими (Eisher et al, 1983) волнами и периодическими структурами (Гуляев, Никитов и др.1982), выявлены особенности возбуждения и распространения пучков МСВ ограниченной апертуры (Collins, Plzarello,1973; Банковский и др, 1985), началось изучение нелинейных свойств МСВ (Shilz, 1973 ; Медников, 1981; Звездин, Попков, 1985; Калиникос и др.,1985 ). На основе проведенных исследований предложены и реализованы различные МСВ-устройства обработки СВЧ-сигналов ( диапазона .частот 1+20 ГГц) в реальном масштабе времени, как аналогичные по своему назначении акустоэлектронным устройствам более низкочастотного диапазона ( до I ГГц ), так и превосходящие их по своим функциональным возможностям.

Важной особенностью МСВ, отличающей их от других типов волн в твердых телах, является сильная зависимость характеристик ( частоты, длины волны, групповой скорости, затухания) от напряженности и ориентации внешнего намагничивающего поля, магнитных, электрических и геометрических параметров структур. Это обстоятельство открывает широкие возможности для исследования на примере МСВ волновых процессов как в нестационарных средах с пространственно-однородными параметрами, так и в стационарных средах с неоднородными параметрами.

Изучение закономерностей преобразования фаз и амплитуд МСВ, распространяющихся в нестационарных и неоднородных средах, необходимо для определения искажений сигналов в традиционных МСВ-устройствах. Кроме того, искусственно созданные нестационарности или неоднородности среды позволяют управлять характеристиками волн и, следовательно, могут быть использованы для создания МСВ-устройств СВЧ-электроники с новыми функциональными возможностями.

К моменту начала исследований по теме диссертации (1978г.) вопросы распространения МСВ в пленарных структурах с нестационарными параметрами не рассматривались ни теоретически, ни экспериментально, а особенностям распространения МСВ в структурах с неоднородными параметрами было посвящено всего несколько работ.

Таким образом, общефизический интерес к изучению волновых процессов в средах с нестационарными и неоднородными параметрами и необходимость исследования возникающих при этом эффектов для создания управляемых МСВ-устройств. обработки • СВЧ-сигналов и определили актуальность теш диссертационной работы.

I

V

. - 5 -

Цель работы состояла в исследовании различных- способов управления характеристиками МСВ в планарных магнитных структурах, изучении процессов возбуждения, распространения и взаимодействия МСВ в структурах с нестационарными и неоднородными параметрами, определении путей использования нестационарностей и неоднородностей для создания устройств СВЧ-электроники с новыми функциональными возможностями.

Научная новизна работы определяется положениями, выносимыми на защиту:

1.Изменение ориентации внешнего постоянного намагничивающего поля позволяет эффективно управлять шириной полосы частот (магнитных полей) существования и дисперсией МСВ в планарных ферритовых структурах. При этом отклонение поля от нормали к плоскости пленки феррита в поперечном направлении приводит к плавной трансформации основной мода ПОМСВ в ПМСВ, а отклонение поля в продольном направлении - к возможности одновременного существования ПОМСВ и ООМСВ.

2. В пленарной ФДМ-структуре с толщиной диэлектрика меньшей, чем толщина слоя феррита, могут распространяться обратные ПМСВ, дисперсия и затухание которых зависят от геометрических параметров структуры, характеристик слоя феррита и проводимости металла. В пленочной структуре феррит-полупроводник дисперсией и затуханием ПМСВ можно управлять в широких пределах изменяя толщину и проводимость пленки полупроводника.

3. Распространение МСВ в планарных магнитных структурах с однородными нестационарными ( медленно изменяющимися во времени) параметрами сопровождается различными видами амплитудно-фазовых преобразований волн: слабая модуляция напряженности поля приводит ( в зависимости от закона модуляции ) к обогащению спектра, серродинному сдвигу спектра, линейной частотной модуляции или спектральному разделению мод МСВ; сильная модуляция напряженности поля может приводить к пространственно-временной фокусировке и сжатию коротких пакетов МСВ; модуляция направления поля вызывает искривление траекторий волновых лучей МСВ; изменение толщины диэлектрического зазора в ФДМ-структуре может приводить к отражению и сжатию пакетов МСВ.

4. В планарных магнитных структурах с нестационарными параметрами наблюдаются различные виды взаимодействий МСВ, в том числе: взаимодействие двух МСВ с различными частотами I одинаковыми еолноеыми векторами в однородном нестационарном магнит-

ном поле; рассеяние МСВ вперед и назад с изменением частоты и волнового вектора в пространственно-периодическом нестационарном магнитном поле; фазовая синхронизация группы ¡МСВ с близкими не эквидистантно расположенными частотами под действием гармонического модулирующего поля; трехволновые беспороговые процессы слияния МСВ, удовлетворяющие условиям фазового синхронизма.

5. Характеристиками МСВ в пленарных магнитных структурах можно управлять с помощью искуственно созданных неоднороднос-'тей различных типов. Неоднородность распределения намагниченности и параметра диссипации по толщине пленки феррита, созданная методом ионной имплантации, влияет на дисперсию, величину потерь распространения и форму АЧХ сигнала передачи ПМСВ. Величина эффекта определяется типом имплантированных ионов, значениями энергии и дозы имплантации. Неоднородность внешнего намагничивающего поля вдоль направления распространения МСВ позволяет получать волны с большими волноеыми числами. Неоднородность намагничивающего поля или неоднородность граничных условий (металлизация поверхности феррита) в поперечном направлении может быть использована для отклонения траектории волновых пучков и канализации МСВ.

6. В пленарных ФДМ-структурах с переменной величиной зазора Между ферритом и металлом возбуждаются поверхностные магни-тостатическиа колебания, ширина полосы частот (магнитных полей) существования, размер области пространственной локализации и добротность которых определяются кривизной металлического экрана, магнитными параметрами слоя феррита и проводимостью металла.

7. Неоднородность внешнего намагничивающего поля существенно влияет на взаимодействие МСВ со светом при их совместном волноводном распространении в пленках феррита. Используя одно-или двухмерное неоднородное намагничивающее поле, можно увели-■чить угол Брегга рассеяния света на МСВ, повысить эффективность коллинёарного рассеяния света на МСВ и осуществить пространственное разделение областей коллинёарного взаимодействия света и МСВ с различными частотами.

Практическая значимость работы состоит в разработке различных методов управления характеристиками МСВ в пленарных магнитных структурах, а также в установлении основных закономерностей распространения и взаимодействия МСВ в структурах с нестационарными и неоднородными параметрами. Использование

обнаруженных в работе эффектов позволяет существенно' улучшить параметры известных спинволновых устройств обработки и формирования СВЧ-сигналов и служит основой для создания целого ряда новых устройств с расширенными функциональными возможностями. В результате проведенных исследований предложен новый метод измерения характеристик МСВ при многомодовом распространении и показана возможность эффективной термостабилизации МСВ-устройств за счет выбора ориентации пленки феррита. Созданы макеты устройств серродинного переноса и преобразования частоты СВЧ-сигналов, устройство сжатия КЕазимонохроматических импульсов, смесители, генератор когерентных радиоимпульсов, магнитооптические анализаторы спектра последовательного и параллельного типов, узкополосные перестраиваемые фильтры и другие устройства, защищенные рядом авторских свидетельств.

Достоверность результатов работы: определяется как использованием современных методов расчета и стандартной измерительной аппаратуры, так и согласием осноеных теоретических положений работы с результатами экспериментов.

Личный вклад автора в работах, выполненных в соавторстве, состоит в участии в постановке задач, проведении численных расчетов и экспериментальных исследований, обсуждении и изложении результатов исследований.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на XIV, XV и XVIII Всесоюзных конференциях по физике магнитных явлений (Харьков 1979, Тула 1Э83, Калинин 1Э88); XI и XII Всесоюзных конференциях по акустоэлектронике и квантовой акустике (Душанбе 1981,Саратов 1Э83); IX Всесоюзной школе-семинаре "Поверхностные волны в твердых телах" (Новосибирск 1982); 23 Всесоюзном' совещании по физике низких температур (Харьков 1980);- Всесоюзных конференциях "Проблемы интегральной электроники СВЧ" (Ленинград 1984, Новгород 1986); Всесоюзной конференции "Проблемы развития радиооптики" (Тбилиси 1985); V и VI Всесоюзных школах-семинарах "Проблемы совершенствования устройств и методов приема, передачи и обработки информации" (Звенигород 1986,1988)'; 1-Й Всесоюзных школах "СпинЕолноше явления электроники СВЧ" (Саратов 1985, Краснодар 1987, Льеов 1989, Звенигород 1991); II и III семинарах "Функциональная магнитоэлектроника" (Красноярск 1986, 1988); на Всесоюзных семинарах по спиноеым волнам (Ленинград 1980-1992); Всесоюзной конференции по микроэлектронике (Тбилиси 1987); I школе моло-

дах ученых и специалистов "Перспективные 'устройства и радиоэлектронные системы"(Ереван 1988); Всесоюзной конференции "Взаимодействие электромагнитных волн с полупроводниковыми и диэлектрическими структурами" (Саратов 1983); Всесоюзной школе по магнитным полупроводникам (Свердловск 1985); XV и XVI Всесоюзных семинарах "Гиромагнитная электроника и электродинамика" (Ташкент 1987, Куйбышев 1990 ); Всесоюзной школе "Стабилизация частоты" (Канев 1989); Всесоюзных школах-семинарах "Новые магнитные материвлы микроэлектроники" (Ташкент 1986, Новгород 1990); Всесоюзном семинаре "Магнитоэлектронные устройства СВЧ" (Киев 1985,1987,1989); на V, IX и X Международных конференциях по гиромагнитной электронике и электродинамике ( Вильнюс 1980, Будапешт 1988, Зщирк 1ЭЭ0); Международных конференциях по магнетизму (Гренобль 1981, Гамбург 1984, Сан-Франциско 1985, Париж 1988);VI Международной школе по физике и технике СВЧ (Варна 1989); I Международном семинаре "Нелинейные волны в магнитных пленках" (Ульяновск 1990); на XX и XXII Европейских конференциях по СВЧ-технике (Будапешт 1990, Эспоо 1992); на V Генеральной ассамблее Международного научного радиосоюза ( Прага 1990); Международной коференции "Твердотельные материалы и приборы" (Иокогама 1991).

Кроме того, вошедшие в диссертацию работы докладывались на научных семинарах в Институте радиотехники и электроники, Институте физических проблем, Московском институте радиотехники, электроники и автоматики, Ленинградском физико-техническом институте, Ленинградском электро-техническом институте, Киевском государственном университете, НИИ материалов электронной техники, НИИ материалов, в Словацком высшем техническом университете (г.Братислава), на секции "Спинволновая электроника СВЧ" Научного совета "Физическая электроника" РАН, на заседаниях Межведомственного координационного совета "Функциональная электроника" Научного срвета "Кибернетика" РАН.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 53 печатных работах, список которых приведен в конце автореферата, в том числе по материалам диссертации получено 3 авторских свидетельства на изобретения.

Обьем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глзе, заключения и списка цитированной литературы из 258 наименований, изложена на 248 страницах, включающих 92 рисунка.

КРАТКОЕ СОДЕРЗАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обосновывается актуальность темы, :-Эмулируется цель-работы, приводятся основные положения, вынссимые на защиту, отмечается нбиизна проведенных исследований и дается краткая аннотация содержания по главам.

Глава I содержит литературный обзор методов, описания и основных результатов теоретических и экспериментальных исследований свойств МСВ в пленках феррита и многослойных структурах на их основе. Методом магнитостатического потенциала в безобменном приближении решена волновая задача и получено дисперсионное уравнение вида d) = 0 для МСВ с частотой / и волновым вектором распространяющейся в наклонно намагниченном слое феррита толщиной <2. Подробно рассмотрены наиболее важные случаи перехода от прямых .объемных МСВ (ПОМСВ), распространяющихся в нормально намагниченном слое, к обратным объемным МСВ (ООМСВ) и поверхностным МСВ (ПМСВ), распространяющимся в касательно намагниченном слое,соответственно, вдоль и поперек направления внешнего магнитного поля Выполнен расчет характеристик анизотропного распространения ШСВ и ООМСВ в касательно намагниченном слое феррита для случая, когда фазовая скорость волны t и групповая скорость 7 , определяющая направление переноса энергии, не совпадают по направлению. Экспериментально исследовано влияние ориентации поля на ширину области частот (и магнитных полей) существования и характер трансформации дисперсионных кривых ПМСВ в пленке феррита ЖИГ при вращении поля от нормального до касательного к плоскости пленки. Показано, что изменение ориентации внутреннего поля Й в феррите при этом приводит к плавному изменению дисперсии волн, вплоть до обращения направления переноса энергии Еолнами (см.рис.1). Выполнены экспериментальные исследования спектров передачи СВЧ-мощности на ПМСВ и измерения времени задержки сигнала в структурах типа феррит-диэлектрик-металл (ФДМ), толщина слоя диэлектрика а в которых меньше толщины слоя феррита d. Изучены свойства обратных ПМСВ в таких структурах. Экспериментально и теоретически исследованы возможности управления дисперсией и степенью затухания ПМСВ в пленочных структур;;-! т;шз фзрркт-полупроводкда за счет изменения проводимости а и толщины Ь пленки полупроводника. Показано, что в длинноволновом приближении ( М $ I ) изменение волнового числа к'

потери, дБ волновое число к, см-1

Рис.1 Трансформация дисперсионных кривых ОМСВ при изменении ориентации поля•:а -АЧХ линии передачи, б -геометрия задачи и дисперсионные кривые ОМСВ, Я=600 Э.

Рис.2 Дисперсия ПМСВ в пленочной структуре ЖИГ-ваАБ при

з

различных значениях (Т [Ом/м]; 1 - 0, 2 - 5.5*10 , 3 -2.7-104, 4 -5.1-104, 5 - 9-10*. 6 - ® (металл), пунктирные кривые - расчет.

пропорционально величине ^(b/o)2, а изменение коэффициента затухания ПМСВ й"~(Ь/о). Изменяя а полупроводника каким-либо образом, можно эффективно управлять дисперсией МСВ в таких структурах (см:рис.2). Для структуры пленка GaAs -пленка ГЛГ получено изменение более, чем в четыре раза, а затухания - на несколько порядков. Эффект обусловлен частичной экранировкой и .- поглощением высокочастотных полей МСВ слоем полупроводника. Экспериментально показана возможность термостабшшзации характеристик LCB в пленке феррита.за счет выбора ориентации поля при. наклонном намагничивании пленки в поперечном направлении. Термостабилпзация МСВ обеспечивается при отклоне-тии внутреннего шля 5 от нормали к плоскости-пленки на угол, задавае-емый соотношением tg2^ = 2/(1+47tM/H), где 4%М -намагниченность насыщения феррита. Описанным способом термостабильность характеристик МСВ монет быть улучшена в интервале температур (-60.. +60)°С на два порядка, на отдельных частотах получен коэффициент температурного ухода частоты МСВ Л=(Л//АГ)//^1*10_йград-1. В конце суммированы основные результаты описанных исследований.

Главч 2 посвящена исследованию свойств МСВ е планарных магнитных структурах с однородными нестационарными параметрами. Рассмотрены различные методы модуляции параметров структур, основное внимание при этом уделялось' модуляции намагничивающего поля, ','етодом медленно меняющихся амплитуд решена задача об зеоля1;гй пакета МСВ з условиях медленного (по сравнению с частотой волны) изменения напряженности поля tf(si), где в «I- малый г зраметр. С использованием метода стационарной фазы помучены явные выражения для амплитуд и нелинейно зависящих от времени фаз МСВ.'Теоретически и экспериментально исследованы различи "1 виды преобразования спектра частот поверхностных и объемны? МСВ, распространяющихся в пленке ЖИГ, помещенной в нес-тзщр,тарное намагничивающее поле. Наблюдались (см.рис.3) перенос -".нектра частот волны на величину до Д/ "70 МГц при скачко-обр ,зном изменении поля на АЯ "25 Э, обогащение спектра часто при гармонической модуляции поля с частотами . PMD. I-г-4 МГц, у равляемый серродинный сдвиг спектра на Ееличину Л/ =10 Гц + МГц при линейной или пилообразной' модуляции поля со скоро-:тью до dH/dt "4 Э/'мкс и формирование линейно-частотно модулированных импульсов МСВ с. Д/=10 МГц и длительностью % =4 мкс з случае изменения напряженности поля по заданому закону. Обнаружено и экспериментально исследовано сжатие пакетов МСВ,

в

,1 1,

/о

А/

Го №

Рис.3 Спектры частот возбуждающего СВЧ-сигнала (а) и сигналов МСВ цри линейной (б) и гармонической (в) моду-моду ляции поля, г - спектр.импульса МСВ с ЛЧМ.

Р, от.ед.

20 нс

1

У К

о 0.2 0.4 0.6 0.8 "Ь,мкс

Рис.4 Эволюция пакета МСВрри распространении в пленке ЖИГ, помещенной в нестационарное магнитное поле, на вставке - огибающая пакета в. точке максимального сжатия.

возбужденных в пленке феррита квзз10,;око::рсмзтлчес:з:мл СБЧ-:сл-пульсами, в условиях нестационарного помзгннчизаголего поля. Сжатие обусловлено различием грушговнх скоростей фрагментов пакета л возникает при исмгяэнггя напряженности поля во время возбуждения пакета. На ряс.4 исказзш резульгати раочегз эволюции оглбащей лакзта 'гг^сссвоЛ' фор^йы при его распространении по шгояез фзрркта л лахгейко:* измельчил лапрялеппостл доля со временем* Эксперимент подяоетьз подтвердил предсказанное теорией фор.-.2!р02£Н1:б крутого порздкого фронта ;х возникновение

льного скатля, обусловленное нел;:пойлос?в;о диспорсиовной характеристики íiGB. Эксперишнтальяо получало слатле пакетов шзв и СИ с центральной частотой з диапазоне /=3+Э ГГц л длительностью IC-G+3C0 не при скорости лзкенения поля оЯ/Sí "100 Э/мкс до минимальной длительности 10+15 не, макк'малвллй когСфяшент сжатия ккпульсов достигал 12.

В лриблпзешш прзстранствеппо-вромеклней reo: ¡етрхческой ептики выполнен расчет траекторий водшогыг иучясз ГГ'СВ при гшкотроп-ном распространена в касательно номагсэтекпсЗ пленке феррита, помелн.з;ой з нестационарное мал:.нтлсе полз, нвпрялоплостз ;гла ориента.ция которого изменяется во время "--збудиешгя л распространения волг. -Кенол.пллэарность яалрзвлен:^ фазовой л -рулио-вой скоростей ITÍC3 в первом случае прлвод^т :-: искривлении! траекторий лучей, за втором - (формируются траектории периодической фор",гл, д;ракеток кагорах зависят от чазт..лн велнц, слзхлитуды и частота модуллерп: шля. Теоретически ябследсвань- осоРеннос-ти р а спрос гранения ПМСЗ з пленарной ффа-структуре о изкеняю-щимся во вр жени зазором кекду поверхностью слоя фэррлтэ л металлически.; 'краном. Рассчитали зависимости проходимого фрагментом волны t^сстояяяя от времоак для зксссненцяальксго закона умепызешя с. -sopa. Предсказана возможность отражения и скатил пакетов ПМС.' р такой нестационарной структуре. 3 конце суммированы основ о результаты, получепнле в дагзю.*; главе.

Глаза 3 посвя:. "л теоретическому л экспериментальному исследованию различ.. vx- влдсв взаимодействий ¡"03 в планарных структурах с неста: -онаршми параметрами. Теоретическое описание i.-.. ...-^ранения Г.'СЗ в струг;'.;. а:-: с нестзцлонарпк:/и параметрам.. :бсС:лено нз лучай много;,годового возбуждения л рзспро-стр2Кглпл 2o.'iií. Пока;: iko, что слабая лянейязл модуляция напряженке ;.ти поля з этом . лучае приводит к спектральному разделе-

í на заднем Фронта огиизпцой пакета в точке максима-

нию мод, поскольку каждая мода МСВ приобретает свой индивидуальный сдвиг частоты, определяемый ее дисперсией. Пакеты МСВ, соответствующие каждой моде, фокусируются в различные моменты времени и на разных расстояниях от точки возбуждения. Экспериментально обнаружено динамическое расщепление спектра частот ПОМСВ и ООМСВ в пленке феррита при линейной импульсной модуляции напряженности намагничивающего поля. Наблюдались три моды ПОМСВ и две моды ООМСВ. Максимальная величина расщепления спектра составляла более I МГц, интенсивности высших мод были в' среднем на 10 дБ меньше интенсивности основной моды. Эффект может быть использован .для измерения характеристик мод МСВ в реальных условиях.

Рассмотрены различные возможности наблюдения в планарных структурах с однородными нестационарными параметрами резонансного взаимодействия двух МСВ с различными частотами /1 и /2 и одинаковыми волновыми векторами £ и удовлетворяющими условиям фазового синхронизма = Тг, = Экспериментально обнаружено и исследовано взаимодействие основных мод ПОМСВ и ООМСВ в пленке феррита, наклонно намагниченной в продольном направлении ( см.рис.5 ), при гармонической модуляции поля с амплитудой h * 10 Э и частотой F " 100 + 300 МГц, близкой к разности частот взаимодействующих еолн. Максимальная эффективность взаимодействия волн т){F,k) = [^мсв (/+Л/£мсв (/) J • 100% достигала ~455 в условиях точного синхронизма при Р « 220 МГц и й<*120 см-1, что согласуется с оценками по теории связанных мод. Экспериментально и теоретически исследовано также рассеяние МСВ в пленке феррита, помещенной в пространственно-периодическое нестационарное магнитное поле. В этом случае взаимодействие происходит с изменением не только частоты, но и волнового вектора МСВ при выполнении условий фазового синхронизма вида: /1 + Р = /2, Й + t - где Я=2х/Л, Л -период модуляции поля. Рассчитаны-кривые частотного синхронизма для основных и высших мод ПОМСВ и ООМСВ, описывающие рассеяние как вперед, так и назад. В эксперименте периодическое поле создавалось наложенным на пленку феррита меандром с периодом Л = 200,500,1000 мкм, по которому пропускался переменный ток с частотой Р = 30+150 МГц. Измеренная эффективность взаимодействия основных мод ОМСВ достигала тр*Ю%, а ширина полосы частот взаимодействия составляла д/<*5О МГц, что также согласуется с теоретическими оценками. Обнаружено и изучено явление фазовой синхронизации группы МСВ

Рот,ДБм

-10

-20

-30 -40 -50 -60 -70

— I 1 {

1 ! :

г ! ■ ! » 1 ! ! > ! 1 :

!. I : ! I 4- И" .! • ' ! ] 1 1 | 1 / !\

) ; / ! / _________ / ! •: \ \

! ' « 8 '„ -[ ! ! ! 1 ! ! ! /! ! ! ! / ! ---------------— ! ч ! ч : \

I I : : : 1 | > 1 г ! . 1 ! ' / V 1 | | !

4.0 3.2 2.4 1 .6 0.8

/ Л*

Рис.5 Спектр сигнала ООМСВ и зависимость коэффициента преобразования Т) от частоты модуляции Г при взаимодействии волн в однородном нестационарном магнитном поле.

Рис.б а - осциллограмма импульсов на выходе автогенератора при фазовой синхронизации группы МСВ, б - рассчитанная огибающая одного импульса.

с близкими частотами в условиях нестационарного намагничивающего поля, частота которого близка к частотному расстоянию между модами. Возбуждение до двадцати ООМСВ с частотами в диапазоне / » 3.4+3.7 ГГц осуществлялось в широкополосной линии задержки, включенной в цепь обратной связи транзисторного автогенератора. При гармонической модуляции магнитного поля в линии задержки с частотой P« 19 МГц и амплитудой до h - 10 Э на выхода генератора наблюдалось образование эквидистантного спектра генерации и формирование коротких радиоимпульсов несимметричной формы с длительностью на полувысоте т « 7+10 но (см. рис.6). Форма импульсов, рассчитанная^ учетом нелинейности дисперсии ООМСВ, хорошо описывает эксперимент.

Заключительный параграф главы посвящен теоретическому исследованию трехволновых беспороговых процессов слияния МСВ в пленках феррита, удовлетворяющих условиям фазового синхронизма

V V V Л+ ^г" ¡i » гда » и Ф3Л3} ~

волновые векторы и частоты исходных и рождающейся волн, соответственно. Рассчитаны области магнитных полей и частот, в которых разрешены процессы слияния двух ОМОВ с генерацией ОМСВ в касательно или нормально намагниченной пленке и процессы слияния двух ООМСВ с генерацией ПМСВ в касательно намагниченной пленке. Эффективность процессов слияния возрастает при уменьшении толщины пленки или напряженности намагничивающего поля и меняется с частотой в соответствии с изменением интегралов перекрытия полей взаимодействующих волн. Сильная нелинейность магнитной подсистемы феррита обеспечивает высокую эффективность взаимодействия на расстояниях в десятки длин волн. В конце главы суммированы основные полученные результы.

Глава 4 содержит результаты экспериментальных и теоретических исследований распространения МСВ в пленарных структурах с неоднородными параметрами. Описаны, в частности, результаты исследования характеристик ПМСВ в пленках ЖИГ с неоднородным распределением намагниченности и параметра диссипации по толщине, полученных путем имплантации ионами Н+с энергией 200 кЭв и дозами Д =(1»101*+6«1015)см-2. Показано, что при относительно малых дозах имплантации в пленке на глубине -I мкм от ее поверхности образуется слой с нарушенной структурой и пониженной намагниченностью, толщина которого зависит от дозы имплантации и может достигать -0.8,мкм, что приводит к изменению дисперсионных характеристик, условий возбуждения и возрастанию потерь

распространения МСВ. В пленке ЖИГ толщиной d=3.9 мкм.имплантированной ионами дозой Д=2*Ю14см~г наблюдалось уменьшение групповой скорости ПМСВ на 20% и возрастание потерь распространения волн с к »120 см-1 в -I06 раз. При дальнейшем увеличении дозы имплантированный слой переходит в парамагнитное состояние и при Д$1015см~^ перестает оказывать влияние на распро-, странение ПМСВ, вследствие чего затухание волн уменьшается почти до исходного значения. Полученные результаты -свидетельствуют об эффективности управления характеристиками МСВ с по-• мощью ионной имплантации пленок ЖИГ. Зондовым методом измерены пространственные распределения интенсивности ПМСВ в касательно намагниченной пластине феррита, внутреннее магнитное поле в которой "естественно" неоднородно из-за эффектов размагничивания. Установлено, что неоднородность поля в направлении распространения волн приводит к значительному ( на порядок ) изменению волновых чисел, а неоднородность поля в поперечном направлении может быть использована для канализации МСВ. Наблюдалась пространственная локализация области магнитостатических колебаний е пластине феррита с неоднородным внутренним полем. Полученные результаты позволили сделать вывод о перспективности управления характеристиками МСВ в тонких пленках феррита с помощью неоднородных внешних намагничивающих1 полей. Обнаружено и-подтверждено расчетами, что одномерная неоднородность намагничивающего поля в поперечном направлении приводит к искажениям АЧХ сигнала передачи ПМСВ в пленке феррита, что обусловлено искривлением траекторий лучей ПМСВ, а продольно-неоднородное поле может быть использовано для получения волн с большими волновыми числами, которые неэффективно возбуждаются микрополосковыми преобразователями в однородных структурах. Экспериментально продемонстрированы возможности создания волноводов МСВ за счет использования намагничивающего поля, неоднородного в поперечном направлении, а также за счет локального изменения граничных условий на поверхности слоя феррита при его экранировании проводником. Предложены конструкции и исследованы основные характеристики кольцевых волноводных резонаторов на ПМСВ и ПОМСВ, сформированных с помощью неоднородных намагничивающих полей ( см.рис.7 ). Измеренная добротность резонаторов в диапазоне частот / = 3+4 ГГц составляла £J=3*I024i03, а вносимые потери не превышали —20дБ. В заключительном разделе описаны обнаруженные экспериментально

Вход

Выход

БтСо.

г л.дв

3.4 З.б 3-8 4.0 частота /, ГГц

б

Рис.7 а - устройство кольцевого волноводного ПМСВ-резона-тора, б - спектр частот резонатора.

в у

"К

я

\ феррит у у ■

I, от.ед.

металл

Рис.3 а -геометрия ФДМ-структуры с неоднородным зазором, б -измеренные распределения интенсивности трех низших поверхностных магнитостатических колебаний.

поверхностные магнитостатические колебания (ПМСК) й планарных ФДМ-структурах с неоднородным зазором. Исследования проводили на пластине феррита толщиной с* =0.6 мм, вблизи поверхности которой располагали проводник цилиндрической или сферической формы радиусом от 2 мм до 15 мм (см.рис.8). Получены зависимости ширины области частот существования МСК от геометрических параметров структур, методом оптического зондирования измерены пространственные распределения интенсивности МСК и размеры области их локализации под металлом. Измеренные характеристики ПМСК удовлетворительно описываются магнитостатической теорией в приближении геометрической оптики неоднородных сред. Показано, что на основе таких неоднородных структур могут быть сформированы фильтры и резонаторы с заданными характеристиками, датчики градиентов температуры и напряженности магнитного поля. В конце суммированы основные результаты данной главы.

В заключительной Главе 5 диссертации исследовано влияние неоднородных внешних намагничивающих полей на взаимодействие МСВ со СЕетом при их совместном еолноводном распространении в планарных ферритоЕых структурах. Взаимодействие обусловлено динамическим эффектом Фарадея и проявляется в виде преобразования ТМ-е-ТЕ оптических мод при выполнении для них условий фазового синхронизма рте =. (5^ + г>те = г>тм +■ /, где Фте,^те), (£,/) - соответственно, волновые векторы

и частоты взаимодействующих оптических мод и МСВ. Измерения проводились в инфракрасном диапазоне длин волн Л=1.15+1.3 мкм на пленках чистого ЖГ (имеющих, постоянную фарадеевского вращения 6р^280 град/см, коэффициент поглощения света а^Г.3+5 см-1) и частотах МСВ / = 3+10 ГГц. Вначале описаны измеренные оптические волноводные характеристики пленок феррита и результаты экспериментов по коллинеарному рассеянию света на ПМСВ в однородно намагниченных структурах.. Далее исследованы различные возможности управления взаимодействием света и МСВ с помощью неоднородных намагничивающих полей.

Так, в случае неколлинеарного рассеяния света на ООМСВ за счет неоднородности шля ( ЗН/бл>100 Э/см ) в направлении распространения МСВ, приводящей к увеличению их волновых чисел от 0.5*103 см-1 до -2*103см_, реализован режим дифракции Брегга с. отклонением светового луча на угол до 6*2 град. При коллинеарном рассеянии света на ШСВ в неоднородном поле специального вида, обеспечивающем фокусировку пучка ИСВ в область светового

Н^(х,у), Э 1ТЕ

Рис.9 Волноводаое взаимодействие света с ШСВ з пленке 2КГ

в поперечно-неоднородном магнитном поле,ЗН/0х=1ОО Э/см, справа - оптические сигналы от ШСВ с частотами /." 1 -3-40 ГГц, 2 - 3.45 ГГц.

луча, и одновременное изменение• волесбих чисел в продельном направлении, достигнуто повышение эффективности преобразования оптических мод до r¡ «4CS па I Вт подводкой СЗЧ .мсщеости, что более, чем в три раза превышает эффективность рассеяния света на МСВ в одаородао-ншзпзгеешой шгзнкэ. Обнаруаено и экспериментально исследовано явление пространственного разделения областей преобразования оптических мод при коллинеараом взаимодействии с ШСВ в пленке феррита, помещенной в поперечно-неоднородное намагничивающее поле (см.рис.Э). Как показали численные расчеты, для сохранения эффективности такого взазаюда£ст-вия кроме линейной поперечной, требуется также квадратичная неоднородность поля в направлении распространения света, что согласуется с опытом. Экспериментально в пленке ЖйГ с поперечным градиентом поля oS/dx =100 Э/см получено разделение оптических откликов сигналов ПМСВ с пространственным разрешением Дх/Д/« 0.04'мм/МГц. Результаты исследований свидетельствуют о перспективности использования взаимодействия света с ШЗ в не-одаородао-намагикчвннкх структурах для разработки оптических спектроанализаторов последовательного и параллельного типов.

Все проведенные в работе экспериментальные исслэдовз1~:я были выполнены на монокристаллических пластинах ЖКГ, изготовленных в НИМ "Домен" II.зпитаксиальннх пленках ЖИГ, выращенных в НИИ .материалов (Кост:ок П.С. с сотрудниками ) и НИИ материалов

- - 21 -

электронной техники (Нам Б.П. с сотрудниками).

В Заключении приведены основные результаты и выводы по всей диссертационной работе.

Таким образом, впервые полученные в диссертации результа-, ты в совокупности представляют собой новое крупное достижение : и вносят существенный вклад в развитие перспективного направ- ' ления - сшшволновые явления в пленарных ыагнитодиэлектричес-1 ких структурах с нестационарными и неоднородными параметрами. '

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Экспериментально продемонстрировано эффективное управление областью частот (магнитных полей) существования и дисперсионными характеристиками МСВ в пленарных ферритовых структурах на основе пленок ЖГ путем изменения ориентации внешнего постоянного намагничивающего поля. Рассчитаны характеристики анизотропного распространения МСВ в касательно намагниченной пленке, когда направления фазовой и групповой скоростей волн не совпадают. Экспериментально установлено и подтверждено расчетами, что путем выбора ориентации магнитного поля термостабильность характеристик МСВ в пленке феррита может быть улучшена на один-два порядка в широком интервале температур.

2. Экспериментально показано, что в пленочной структуре феррит-СаАз за счет выбора толщины и проводимости пленки полупроводника можно управлять дисперсией, величиной групповой скорости и.затуханием ПМСВ. Обнаружены и исследованы обратные ПМСВ в структуре феррит-диэлектрик-металл, у которой толщина слоя диэлектрика меньше, чем толщина слоя феррита.

3. Построена теория распространения МСВ в пространственно-однородных планарных структурах с медленно ( по сравнению с частотой волны) изменяющимися во Еремени параметрами. Описаны различные виды фазо-частотных преобразований и пространственно-временная эволюция пакетов МСВ для практически важного случая нестационарности намагничивающего поля. Установлены основные закономерности анизотропного распространения МСВ в пленке феррита при модуляции напряженности или ориентации магнитного поля и особенности распространения МСВ в планарной структуре феррит-диэлектрик-металл с изменяющимся во Еремени зазором.

4. Экспериментально исследовано преобразование спектра частот МСВ в пленках феррита в условиях нестационарного поля и

показано, что: скачкообразное изменение поля приводит к переносу спектра частот пакета МСВ как целого; при линейной импульсной или пилообразной молуляции шля наблюдается серродинный сдвиг спектра частот еолны; гармоническая модуляция поля вызывает появление дополнительных боковых составляющих в спектре частот МСВ; путем подбора закона изменения напряженности поля можно сформировать пакеты МСВ с заданной, например, линейной" частотной модуляцией.

5. Обнаружено и экспериментально исследовано явление пространственно-временной фокусировки пакетов МСВ в пленке феррита в условиях нестационарного магнитного поля. Фокусировка обусловлена различием групповых скоростей фрагментов пакета МСВ и возникает при изменении напряженности поля во время возбуждения пакета квазимонохроматическим СВЧ-импульсом. В зависимости от момента времени возбуждения может иметь место частичное сжатие, фокусировка или инверсия формы огибающей пакета МСВ. Форма и длительность пакета в точке максимального сжатия зависят от параметров ферритовой структуры и скорости перестройки поля, причем наименьшая длительность сжатого пакета достигается при определенной длительности- возбуждающих импульсов. Для пакетов ПМСВ и ООМСВ получен коэффициент сжатия до 12, он может быть увеличен за счет "согласования" закона изменена поля с дисперсионной характеристикой волны.

■ 6. Обнаружеш и экспериментально исследованы следующие эф|екты взаимодействия МСВ в планарных ферритовых структурах:

- Спектральное разделение МСВ-мод» возбужденных непрерывным монохроматическим сигналом в структуре, помещенной в линейно-изменящееся нестационарное магнитное поле. Амплитуды спектральных составляющих характеризуют эффективность возбуждения и потери распространения мод, а величина сдвига частоты - дисперсию каждой моды.

- Параметрическое взаимодействие прямой'и обратной ОМСВ с одинаковыми волновыми векторами и различными частотами в наклонно-намагниченной пленке феррита при гармонической модуляции напряженности поля. Получена эффективность преобразования волн ~4®.

- Коллинеарное рассеяние прямых и обратных ОМСВ в пленках феррита с пространственно-периодическим нестационарным магнитным полем. Экспериментально наблюдалось рассеяние как вперед, так и назад со сдвигом частоты до нескольких сотен МГц и эффективностью до 10%.

■ - 23 -

- Фазовая синхронизация группы МСВ с близкими частотами при гармонической модуляции магнитного поля с частотой, кратной расстоянию между частотами волн. Во временной области при этом формируются импульсы несимметричной формы длительностью -10 не.

7. Определены области частот и магнитных полей, при которых в пленках феррита возможны трехволновые беспорогоЕые процессы слияния двух объемных МСВ с генерацией обьемной МСВ и слияния двух обьемных МСВ с генерацией поверхностной МСВ. Для этих процессов слияния рассчитаны кривые частотного синхронизма и предсказаны условия высокой эффективности взаимодействия волн.

8. Исследованы характеристики поверхностных МСВ в пленарных ферритовых структурах с неоднородным распределением по толщине намагниченности насыщения и параметра магнитной диссипации, полученных имплантацией пленок ЖИГ ионами #+ с энергией до 200 кЭв. Установлено, что при малых дозах имплантация приводит к изменению дисперсия, увеличению потерь распространения волн и повышению эффективности возбуждения дипольно-обменных мод высших порядков, при больших дозах имплантированный слой переходит в парамагнитное состояние и потери распространения волн уменьшаются почти до исходного уровня.

Э. Экспериментально продемонстрированы широкие возможности управления распространением МСВ в планарных структурах с помощью внешних неоднородных магнитных полей и путем изме-■ нения граничных условий на поверхности феррита. Поквзвно, что неоднородность постоянного поля в направлении распространения волн приводит к трансформации волновых чисел, а неоднородность шля в попречном направлении - к искажению АЧХ МСВ-линии передачи из-за искривления траекторий лучей, определяющих направление переноса энергии волнами, или к канализации МСВ в области пленки феррита с максимальной напряженностью магнитного поля. Реализованы кольцевые резонаторы на обьемных и поверхностных МСВ в пленке феррита с волноводом, сформированным неоднородным полем, и полосковый волновод ПМСВ на структуре феррит-диэлектрик-металл.

10. Обнаружены и экспериментально исследованы поверхностные МСК в структурах с неоднородным зазором, содержащих слой феррита и расположенный вблизи его поверхности металлический экран цилиндрической или сферической формы. Показано, что размер области локализации, спектр частот и добротность колебаний в таких структурах зависят от радиуса кривизны экрана, рэссто-

- 24 -

яния до слоя феррита и параметров феррита."

11. Экспериментально исследовано волноводное взаимодействие оптического излучения с МСВ в неоднородно-намагниченных пленках ЖИГ. Продемонстрировано, что неоднородность поля в продольном направлении позволяет, за счет трансформации, волновых чисел МСВ, реализовать резким дифракции Брегга света на МСВ и увеличить углы дифракции. С помощью неоднородности поля, осуществляющей фокусировку пучка МСВ в область оптического луча, удалось существенно повысить эффективность преобразования оптических мод при коллинеарном рассеянии на ПМСВ (до 40% на 1Вт подводимой СВЧ-мощности .) и сузить ширину области частот взаимодействия (до 4+5 МГц). Показана возможность пространственного разделения областей взаимодействия сЕета с МСВ в пленке феррита, помещенной в поперечно-неоднородное магнитное поле, с сохранением достаточна высокой эффективности взаимодействия.

12. На основе проведенных исследований предложены конструкции и изготовлены лабораторные макеты целого ряда новых устройств обработки и формирования СВЧ-сигналов, использующих распространение МСВ в пленарных магнитных структурах с нестационарными или неоднородными параметрами, е том числе: бездисперсионные линии задержки, управляемые фазовращатели, серродин, устройство формирования ЛЧМ-импульсоЕ, узкополосице фильтры и резонаторы, перестраиваемые по частоте магнитным полем, волноводы МСВ, спектроанализаторы параллельного и последовательного типов и некоторые другие.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Есиков О.С., Толотюв H.A., Фетисов Ю.К. Нелинейные эффекты наЬоЕерхностных магнитостатических волнах в пластине феррита ЖГ // Труда 7 Мевдунэродной конференции по гиромагнитной электронике и электродинамике. Москва. 1980. T.I. С.58-59.

2. Есиков O.G.,Толокнов H.A.,Фетисов Ю.К. Спектры передачи СВЧ мощности на поверхностных магнитостатических волнах в пластинах ЖИГ //РЭ. 1Э80.- Т.25. N1. С.128-132.

3. Есикое О.С., Толокнов H.A., Фетисов Ю.К. Время задержки поверхностных магаитостатяческих еолн в структуре феррит-диэлектрик-металл // РЭ. 1980. Т.25. К 6. C.2I86-2I87.

4. Yeslkov O.S., Fetisor Y.K.- Multimode propagation oi surface magnetostatic waves // 1981 IKTERMG Abstracts, Gre-

noble 1981. P.137.

5. Есиков О.С., Фетисов D.K.,Царьков А.Г. Влияние неоднородного магнитного шля на распространение поверхностных магнитоста-тических волн в пластине феррита//ЖТФ.1982.Т.52. Н4.с.719-722.

6. Медведев В.В., Фетисов ГО.К. Линия задержки на магнитостатических волнах. В кн."Вопросы кибернетики. Устройства и системы" М.: МИРЗА, 1983. С.171-178.

7. Фетисов Ю.К. Безобменные спиновые волны в слое продольно намагниченного легкоосного антиферромагнетика. // ФГТ. 1983. Т.25. N9. С. 2830-2832.

8. Фетисов Ю.К. Кольцевой волноводный резонатор на поверхностных магнитостатических волнах // Тез.докл. Всес. конф."Проблемы интегральной электроники СВЧ". Лениград, 1984. С.94.

Э. Evtikhlev N.N., Ekonomov N.F, Fetisov Y.K. et al. Magneto-static wares propagation under nonstationary magnetic field conditions // 1984 IHTERMAG Abstracts, Humburg 1984. P.484.

10. Караванский E.Г..Преображенский В.Л.,Фетисов D.K. Обработка сверхвысокочастотных сигналов с использованием анизотропного распространения магнитостатических волн.// В кн."Вопросы кибернетики. Устройства и системы" М.: МИРЭА, 1985. C.I56-IG5.

11. Евтихиев H.H.,Медведев В.В.,Преображенский В.Л.,Фетисов Ю. Экономов H.A. Распространение магнитостатических спиновых волн в пленках феррита в условиях нестационарного магнитного поля // ФТТ. 1985. Т.27. N1. С.90-95.

12. Преображенский В.Л, Фетисов Ю.К. Преобразование спектра частот магнитостатических волн под действием импульсного магнитного поля // Тез. докл. Всес. школы-семинара "Спин-волновая электроника СВЧ". M. 1985. С.13-14.

13. Fetisov Y.K. Magnetostatic waves In an anflferroraagnetic plate //1985 IHTERMAG Abstracts, California. 1985, paper 5P1-7.

14. Медведев B.B., Фетисов Ю.К. Влияние ориентации магнитного поля на области магнитных полей существования магнитостатических волн в пленках феррита// РЭ. 1986. Т.31. N11. С.2309-2311.

15. Мясоедов А.Н., Фетисов Ю.К. Канализация магнитостатических волн в пленке феррита поперечно-неоднородным магнитным полем //Тез. докладов. II семинара по функциональной магнито-электронике. Красноярск. 1986. С.221-222.

16. Есиков О.С., Каменщиков Г.Д.,Лебедев C.B., Фетисов Ю.К.Резонаторы на поверхностных магнитостатических волнах для СВЧ-устройств информатики // В кн."Вопросы кибернетики. Устройства

и системы". M.: МИРЭА, I98S. C.I07-II8.

17. Фетисов Ю.К., Преображенский В.Л. Анизотропное распространение магыитостатическшс волн в касательно намагниченных пленках феррита // ЖГФ. 1987. Т.37. N3. С.564-566.

18. Преображенский В.Л., Рыбаков В.П., Фетисов Ю.К. Пространственно-временная фокусировка пакета магнитостатических волн в нестационарной среде // Письма в ЖЭТФ. 1987. Т.46. N3.С.94-96.

19. Преображенский В.Я., Рыбаков В.П., Фетисов Ю.К. Комбинационное рассеяние объемных магнитостатических волн в ферромагнитной пленке // ФТТ. 1987. Т.29, N 8. С.2525-2527.

20. Фетисов Ю.К. Термосуабильная ориентация пленки феррита е устройствах на магнитостатических Еолнах // ЖТФ. 1987. Т.57. N12. С.2393-2397.

21. Евтихиев H.H., Преображенский В.Л., Фетисов Ю.К. Динамические устройства функциональной микроэлектроники на магнитостатических волнах // Тез.докл. XII Всес. н/т конференции по микроэлектронике. Тбилиси. ТГУ, 1987. 4.2. C.I09-II0.

22. Климов A.A., Фетисов Ю.К. Преобразование оптических волно-водных мод в пленке феррита при взаимодействии с магнитостати-ческой волной // Тез. докл. Всес. конф. "Спинволновые явления электроники СВЧ". Краснодар, 1987. C.I9I-I92.

23. Кудряшкин И.Г.,Летюк Л.М., Маряхин A.B., Нам Б.П..Фетисов Ю.К., Хе A.C. Затухание поверхностных магнитостатических волн в ионно-имплантированных пленках железоиттриевого граната // Электронная техника. Сер.Материалы. 1988. Вып.2(231). С.27-32.

24. Фетисов Ю.К. Влияние ориентации постоянного магнитного поля на дисперсии магнитостатических волн в пленке феррита // РЭ. 1988.Т.ЗЗ. N10. C.22I7-22I9.

25. Преображенский В.Л., Рыбаков В.П., Фетисов Ю.К. Комбинационное рассеяние магнитостатических спиновых волн в ферромагнитных пленках // РЭ. 1988. Т.10. N6. C.I2I8-I225.

'26. Славин t А.Н.,Фетисов Ю.К.Влияние ориентации постоянного магнитного поля на дисперсионные характеристики волн намагниченности в пленках железоиттриевого граната //ЖТФ. 1988. Т.ЗЗ. NU. C.22I0-22I8. ■ ' .

27. Преображенский В.Л., Фетисов Ю.К., Магнитостатические волны в нестационарной среде //Изв.Вузов.Сер.Физика. 1988. Т.31. N11. С.54-66.

28. Фетисов Ю.К., Рыбаков В.П. Распространение магнитостатических еолн в планарныхх магнитных структурах с медленно меняю-

!

щимися параметрами //Froc, of 9th Int. Conf. on Microwave Ferrites. Hungary. Estergom. Sept.19-23. 1988. P.62-66. 2Э. Fetisov Y.K., Preobrazhensky V.L. Space-time focusing of magnetostatic ware pulse in ferrite film // 1988 INTERMAG Abstracts, Paris, 1988. P.77.

30. Фетисов U.K. Модуляция скорости магнитостатических волн в пленарной структуре феррит-металл с изменяющимся зазором//Тез. докл. III Семинара по функциональной мвгнитоэлектронике. Красноярск. 1Э88. С.228-229.

31. Дунаев С.Н., Фетисов Ю.К. Разделение магнитостатических мод в пленке феррита при пространственно-временной фокусировке //Тез. докл. Всес. конф."Взаимодействие электромагнитных волн с полупроводниковыми и диэлектрическими структурами" Саратов, 1988. Часть 3.С.49-50.

32. Кудряппсин' И.Г., Крутогин Д.Г., Ладыгин Е.А., Летюк Л.М., Маряхин A.B., Нам Б.П., Хе A.C., Фетисов Ю.К. Ионная имплантация пленок железоиттриевого граната и ее влияние на распространение поверхностных магнитостатических волн // ЖГФ. 1989.Т.59. N3. С.70-77.

33. Мясоедов А.Н., Фетисов Ю.К. Рассеяние обьемных магнитостатических волн на динамической магнитной решетке // ЗКТФ. 1989. Т.59. N 5. С.133-136.

34. Кудряппсин И.Г., Фетисов Ю.К. Распространение поверхностных магнитостатических волн в пленочной структуре феррит-полупроводник // Письма в ЖТФ. 1989. Т.15. N8. С.47-49.

35. Фетисов Ю.К. Анизотропное распространение магнитостатических волн в условиях нестационарного магнитного поля // Тезисы докл. IV Всес. школы-семинара "Спин-волновая электроника СВЧ". Львов. 1989. С.155-156.

36. Fetisov Y.K. Magnetostatic waves using for microwaves pilase and frequency control//Proc. of 6 th. Intern.School on Microwave Physics and Technique: Bulgaria.Varna,1989. 2-7 oct.P.126.

37. Дунаев С.Н., Грязных И.В., Мясоедов А.Н., Рыбаков В.П..Фетисов Ю.К. Модулятор частоты радиоимпульсов на магнитостатических волнах // РЭ. 1990. Т.35. N11. С.2453-2455.

38.Галкин О.Л., Климов A.A., Преображенский В.Л.,Фетисов Ю.К., Костнж П.С. Брвгговская дифракция света на обратных обьемных. магнитостатических волнах в неоднородном магнитном поле // Письма в ЖТФ. 1Э8Э. Т.15. N22. С.79-82.

39. Dunaev S.N., Fetisov Y.K.,Rybakov V.P. Wideband linear fre-

quency modulated pulse compression in magnetostatic wave-delay line // Proc. of X Int. Coni. on Microwave Ferrites. Poland. Szczyrk. sept.24-29. 1990. Part.2. P.307-311.

40. Fetisov Y.K. Microwave signal processing and forming using dynamic magnetostatic wave devices //Proc. of XX European Microwave Conf.Hungary.Budapest.10-13 sept.1990. V.2 P.1142-1144.

41. Дунаев C.H., Преображенский В.Л. .Рыбаков В.П. .Фетисов Ю.К. Сжатие широкополосных пакетов магнитостатических волн с линейной частотной модуляцией в ферромагнитной пленке // РЭ. 1ЭЭ1. Т.36. N4. С.797-805.

42. Дунаев С.Н., Фетисов Ю.К. Транзисторный СВЧ-автогенератор с линией задержки на магнитостатических волнах // Электронная техника. Сер.1. Электроника СВЧ. 1990. Вып. 4(428). С.8-12.

43. Есиков О.С., Каменщиков Г.Д., Лебедев С.В., Фетисов Ю.К. Поверхностные магнитостатические колебания в неплоских структурах феррит-диэлектрик-металл // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. 1990. Вшх.7(431). С.3-8.

44. Fetisov Y.K., Klimov А.А., Preobrazhensky V.L. Waveguide Light -Magnetostatic Wave Interactions in inhomogeneous magnetic fields //Proc. of XX Microwave European Conf. Hangary. Budapest 1990. 7.1. P.589-592.

45. Климов А.А., Преображенский В.Л., Фетисов Ю.К. Эффективное рассеяние света на магнитостатической волне в пленке феррита // Письма в ЖТФ. 1990. Т.16. N17. С.18-21.

46. Мясоедов А.Н., Маряхин А.В., Нам Б.П., Фетисов Ю.К. Амплитудно-фазовые характеристики МСВ-линии при высоких уровнях сет-нала // ЖТФ.1991. Т.61. HI- 0.II8-I23.

47. Климов А.А., Преображенский В.Л..Фетисов Ю.К. Коллинеарное взаимодействие света с магнитостатической волной в пленке феррита в поперечно-неоднородном магнитном поле // Письма в ЖТФ. 1991. Т.17. N7. С.13-17.

48. Дунаев С.Н..Преображенский В.Л., Рыбаков В.П..Фетисов Ю.К. Сжатие пакета магнитостатических волн в пленке феррита в нестационарном магнитном поле //ЖТФ. 1991. Т.61. НИ. С.

49. Дунаев С.Н. .Фетисов Ю.К. Фазовая синхронизация магнитостатических волн в нестационарном магнитном поле//Тез.докл.7 Всес. школы по спин-волновой электронике СВЧ.ЗвенигородЛ991.С.19-20.

50. Fetisov Y.K., Klimov A.A., Preobrazhensky V.L. Optical Microwave Devices Based on Waveguide-Light Interaction with Magnetostatic Waves) in Ferrite Films // Extanded Abstracts of

» i

- - 29 -

the 1991 International Conference on Solid. State Devices and Materials. Yokogama, Japan. August 27-29, 1991. P.347-349.

51. Есиков O.C., Толокнов H.A., Фетисов Ю.К. Сверхвысокочастотный фильтр. Авторское свидетельство N 959587. 1982 г.

52. Евтихиев Н.Я., Медведев В.В., Преображенский В.Л., Фетисов Ю.К. Экономов Н.А. Способ анализа характеристик устройств на магнитостатических волнах // Авторское свидетельство N 1239638 от 10.12.84.

53. Евтихиев Н.Н.»Преображенский В.Л., Галкин 0.Л.,Климов А.А. Фетисов Ю.К., Костяк П.С. Способ анализа спектра радиосигнала. Авторское свидетельство N 1734047 от 5.12.1988.

MAGNETOSTATIC WAVES IN PLANAR MAGNETIC STRUCTURES WITH NONSTATIONARY AND NONUNIFORM PARAMETERS Yu.K.Fetisov

INTRODUCTION

CHAPTER 1. MSWs IN PLANAR MAGNETIC STRUCTURES WITH STATIONARY AND UNIFORM PARAMETERS.

1.1 Description methods and properties of MSW (review).

1.2 MSW dispersion characteristics in arbitrary magnetised ferrite layer.

1.3 MSW anisotropic propagation in tangentially magnetised ferrite layer.

1.4 Experimental investigation of MSW existing ranges and dispersion in ferrite films.

•1.5 Surface MSW in ferrite-dielectric-metal structure.

1.6 Surface MSW in ferrite-semieonductor structure.

1.7 Thermally stable orientation of ferrite film in external magnetic field.

1.8 Main results of Chapter 1.

CHAPTER 2. MSWs IN PLANAR MAGNETIC STRUCTURES WITH NONSTATIO-NARY PARAMETERS.

2.1 MSW packets propagation in nonstationary medium.

2.2 Transformation of MSW spectrum 'in nonstationary magnetic field.

2.3 Compression of MSW packets In nonstationary magnetic field.

2.4- Anisitropic propagation of MSW in nonstationary magnetic field.

2.5 MSW propagation In ferrite-dielectric-metal structure with varying spacing.

2.6 Main results of Chapter 2.

CHAPTER 3. MULIIWAVE PROPAGATION AND INTERACTIONS OP MSWs IN NONSTATIONARY PLANAR MAGNETIC STRUCTURES.

3.1 Multiwave propagation.of MSWs in structures with nonstationary parameters.

3.2 Interaction of MSWs in uniform nonstationary magnetic Held.

3.3 Scattering of MSWs in space-periodic nonstationary magnetic field.

3.4- Phase-locking of MSWs by nonstationary magnetic field.

3.5 Main results of Chapter 3.

CHAPTER 4. MSWs IN PLANAR MAGNETIC STRUCTURES WITH NONUNIFORM PARAMETERS.

4.1 Dispersion and damping of MSW in ion-implanted ferrite films.

4.2 Surface MSW in ferrite plate with nonuniform internal magnetic field.

4.3 MSW propagation in ferrite film with specially created nonuniform magnetic field.

4.4 MSW hounding in planar structures with transversely inhomogeneous parameters.

4.5 Surface magnetostatic modes of ferrlte-dielectrlc-metal structures with nonuniform spacing.

4.6 Main results of Chapter 4.

CHAPTER 5. MSW - WAVEGUIDE LIGHT INTERACTION IN NONUNIFOBMLY MAGNETISED FERRITE FILMS.

5.1 Waveguide optical modes conversion with coherent scattering of light on MSW in ferrite film.

5.2 Bragg diffraction of light on volume MSW in ' longitudinally nonuniform magnetic field.

5.3 Increase of collinear light diffraction on surface MSW by using nonuniform magnetic field.

5.4 Collinear Interaction of surface MSW and light in transversely nonuniform magnetic field.

5.5 Main results of Chapter 5

CONCLUSION. j -

LITERATURE. 258 References.