Магнитоупругие волны в касательно намагниченных слоистых ферритовых структурах

Хивинцев, Юрий Владимирович

Магнитоупругие волны в касательно намагниченных слоистых ферритовых структурах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Хивинцев, Юрий Владимирович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Саратов МЕСТО ЗАЩИТЫ

2004 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.03 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Магнитоупругие волны в касательно намагниченных слоистых ферритовых структурах»

Автореферат диссертации на тему "Магнитоупругие волны в касательно намагниченных слоистых ферритовых структурах"

На правах рукописи

ХИВИНЦЕВ Юрий Владимирович

МАГНИТОУПРУГИЕ ВОЛНЫ В КАСАТЕЛЬНО НАМАГНИЧЕННЫХ СЛОИСТЫХ ФЕРРИТОВЫХ СТРУКТУРАХ

01.04.03 - Радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Саратов - 2004

Работа выполнена в Саратовском отделении Института радиотехники и электроники РАН

Научный руководитель:

кандидат физико-математических наук Ю.А. Филимонов

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Ю.А. Зюрюкин, СГТУ, Саратов доктор физико-математических наук, профессор Ю.П. Шараевский, СГУ, Саратов

Ведущая организация:

Защита состоится 26 ноября 2004 г. в 15.30 на заседании диссертационного совета Д 212.243.01 при Саратовском государственном университете им. Н.Г. Чернышевского по адресу: 410026, г. Саратов, ул. Астраханская, 83.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке СГУ.

Московский физико-технический институт, г. Долгопрудный, Московская обл.

Автореферат разослан 24 октября 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат физико-математических наук

В.М. Аникин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из актуальных направлений радиофизики является изучение волновых явлений в машитоупорядоченных кристаллах. Многообразие дисперсионных характеристик, простота возбуждения и управления особенностями спектра, значительная нелинейность - все это с одной стороны делает волны в магнитоупорядоченных кристаллах уникальным инструментом для исследования многих явлений, а с другой стороны существенно расширяет возможности функциональной электроники.

В магнитоупорядоченных кристаллах колебания спинов связаны с упругими колебаниями кристаллической решетки, что приводит к формированию связанных магнитоупругих волн (МУВ) [1]. Это сопровождается рядом интересных явлений [2], среди которых - резонансное взаимодействие спиновых и упругих волн, когда связь магнонной и фононной подсистем проявляется наиболее сильно.

Активное исследование резонансного взаимодействия спиновых и упругих волн и связанных с этим эффектов началось с конца 50-х годов прошлого века. Существенную роль при этом сыграло появление такого материала, как железоиттриевый гранат (ЖИГ) - феррита, обладающего чрезвычайно низкими акустическими и магнитными потерями, что немаловажно для осуществления эффективного резонансного взаимодействия.

В последнее время наибольший интерес вызывают МУВ в тонкопленочных ферритовых структурах на основе ЖИГ. Обусловлено это прежде всего требованиями предъявляемыми современной электроникой, развитие которой во многом связано с планарной технологией.

Особенностью тонкопленочных ферритовых волноводов является много-модовый характер спектра МУВ. Среди проявлений такой многомодовости, на настоящий момент, наиболее изучены быстрые МУВ - результат резонансного взаимодействия длинноволновых спиновых волн, традиционно называемых еще магнитостатическими волнами (МСВ), с волноводными упругими модами [3]. Кроме того, теоретически было показано, что проявлений многомодовости следует ожидать при формировании поверхностных МУВ (ПМУВ) [4]. Однако экспериментального подтверждения этому до сих пор не было. Интерес также представляет поиск I нзучощщ 1 р^^дьпй^'Р^6 11 "осте^' связанных с многомодовым характером сг ^тра^^^юТЕКА [

СП« 09

Использование металлических слоев в тонкопленочных ферритовых структурах позволяет формировать спектр МУВ с заданными свойствами, за счет влияния металла на магнитную подсистему феррита. При этом известно, что конечная величина проводимости металла может играть существенную роль в формировании свойств магнитных возбуждений [5]. Однако применительно к МУВ этот вопрос ранее не обсуждался.

Как уже отмечалось, МУВ обладают значительной нелинейностью и являются удобным инструментом для исследования различных нелинейных явлений. Кроме того, на объемных образцах ЖИГ было продемонстрировано, что нелинейность МУВ может быть эффективно использована при создании нелинейных устройств обработки сигналов [6, 7]. Между тем нелинейные эффекты применительно к МУВ в тонкопленочных ферритовых структурах изучены все еще достаточно слабо.

Наиболее подходящими для исследования МУВ являются легированные пленки ЖИГ с пониженной намагниченностью, которые позволяют реализовать фазовый синхронизм МСВ и упругих волн на более низких частотах [3]. Этому условию удовлетворяют пленки Gа,Sс-замещенного ЖИГ ^а^с:ЖИГ). Ранее были экспериментально исследованы быстрые МУВ в таких пленках [8]. Большой интерес пленки Gа,Sс:ЖИГ представляют также с точки зрения исследования ПМУВ, поскольку позволяют реализовать резонанс поверхностной акустической волны (ПАВ) с модами МСВ различных номеров на типичных для акустики частотах и, таким образом, обнаружить предсказанный в [4] эффект.

В соответствии с вышеизложенным целью работы являлось исследование проявлений многомодового характера спектра и нелинейности магнитоупру-гих волн в слоистых ферритовых структурах на основе Gа,Sс:ЖИГ.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые:

1. В геометрии обратных объемных МСВ (ООМСВ) теоретически исследованы основные особенности формирования спектра МУВ ферритового слоя, связанные с волноводным характером распространения упругих и магнитостатических волн.

2. Теоретически исследовано влияние конечной проводимости металла на спектр МУВ металлизированной тонкопленочной структуры.

3. Экспериментально исследованы ПМУВ Рэлея в пленках Ga,Sc:ЖИГ. Обнаружены осцилляции прохождения ПАВ Рэлея, обусловленные резонансным взаимодействием с модами ООМСВ различных номеров.

4. В условиях резонанса ПАВ с модами ООМСВ различных номеров исследована свертка ПМУВ в пленках Ga,Sc:ЖИГ, а также влияние на нее параметрических нестабильностей.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В ферритовом слое в области спектра, отвечающей сгущению упругих мод, возможна реализация "сильной" связи, когда соседние магнито-упругие резонансы перекрываются, образуя единый резонанс с участием нескольких упругих мод. Такой резонанс характеризуется трансформацией лэмбовских мод в сдвиговые и наоборот, а также снижением резонансного поглощения для всех упругих мод, за исключением одной.

2. Лэмбовские и сдвиговые упругие моды способны резонансно взаимодействовать за счет магнитострикции. Эффективность такого взаимодействия существенным образом определяется высокочастотной магнитной восприимчивостью и в условиях близости резонанса к частоте однородного ферромагнитного резонанса может становиться сравнима с эффективностью взаимодействия магнитостатических и упругих мод.

3. Резонансное взаимодействие лэмбовских и сдвиговых упругих мод в ферритовых слоях, а также поверхностной магнитостатической волны с упругими модами в металлизированных ферритовых структурах может характеризоваться коэффициентом связи волн с существенной мнимой частью и сопровождаться расталкиванием частотных зависимостей пространственных декрементов.

4. При прохождении ферритовой пленки поверхностная акустическая волна Рэлея испытывает осцилляции декремента и дисперсии в полях, отвечающих резонансам с модами обратной объемной магнитостатической волны различных номеров. Применительно к пленкам Ga, Sc - замещенного железоиттриевого граната с магнитной анизотропией типа "легкая плоскость" можно наблюдать осцилляции обусловленные взаимодействием с магнитостатическими модами как низшими (дипольными), так и высоких номеров (обменными).

5. Нестабильность поверхностной магнитоупругой волны к возбуждению параметрических спиновых волн приводит к уменьшению величины резонансных осцилляции прохождения и их сдвигу в область более низких полей, а также ограничивает эффективность свертки и параметрического усиления поверхностной магнитоупругой волны. В условиях резонанса с дипольными модами обратной объемной магнитостатической волны порог нестабильности определяется четырехмагнонными процессами, тогда как при резонансах с обменными модами - трехмагноными процессами.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Получены дисперсионные соотношения, описывающие спектр МУВ в продольно намагниченном ферритовом слое и в тонкопленочной структуре металл-феррит-диэлектрик для геометрии поверхностной МСВ (ПМСВ). Созданы программы, позволяющие рассчитывать дисперсию и затухание волн.

2. Исследованы ПМУВ Рэлея в пленках Ga,Sc:ЖИГ, обладающих рекордно низкой намагниченностью. Изучено влияние на свойства ПМУВ параметрических нестабильностей.

3. Созданы и исследованы макеты конвольвера и параметрического усилителя ПМУВ Рэлея с использованием пленок Ga,Sc:ЖИГ. Продемонстрирована высокая эффективность данных устройств. Исследовано влияние на их работу параметрических нестабильностей. Предложена методика выявления резонансного режима свертки.

Апробация работы. Результаты диссертации докладывались: на международных конференциях "International Symposium on Spin Waves" (Санкт-Петербург, 1998 г., 2000 г., 2002 г.); на рабочих семинарах IEEE Saratov-Penza Chapter (Саратов, 1999 г., 2000 г.); на Второй объединенной конференции по магнитоэлектронике (Екатеринбург, 2000 г.); на XVII международной школе-семинаре "Новые Магнитные Материалы Микроэлектроники" (Москва, 2000 г.); на международной конференции "16th International Symposium on Nonlinear Acoustics" (Москва, 2002 г.); на Пятой международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения" (Саратов, 2002 г.); на международной конференции

"International Conference on Magnetism" (Рим, 2003 г.); на научно-технической конференции "Перспективные направления развития электронного приборостроения" (Саратов, 2003); на XII международной конференции по Спиновой электронике и Гировекторной электродинамике (Москва, 2003 г.); на VII международной молодежной научной конференции "Волновая электроника и ее применение в информационных и телекоммуникационных системах" (Санкт-Петербург, 2004 г.); на семинарах в Саратовском Отделении ИРЭ РАН.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 8 статей и 9 тезисов докладов конференций.

Личный вклад соискателя выразился в самостоятельном выводе расчетных соотношений, выполнении всего объема расчетных и экспериментальных работ. Физическая интерпретация результатов проводилась совместно с научным руководителем.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Работа содержит 141 страницу, включая 49 рисунков, 7 таблиц и список цитированной литературы из 114 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определены цели исследования, раскрывается структура диссертации, сформулированы научные положения, выносимые на защиту.

Глава 1 посвящена исследованию основных особенностей спектра МУВ продольно намагниченного ферритового слоя. В разделе 1.1 приводятся основные уравнения феноменологической теории МУВ, необходимые для вывода дисперсионных соотношений. В разделе 1.2 формулируется задача и выводится дисперсионное уравнение для МУВ в продольно намагниченном ферритовом слое, имеющее вид

где элементы описывают спектр сдвиговых упругих мод, лэм-

бовских упругих мод и мод ООМСВ, соответственно, коэффициенты связи отвечают за взаимодействие названных волн. В разделе 1.3 приводятся результаты численных расчетов. Рассмотрение основных особенностей спек-

тра МУВ строится на основе картины спектра несвязанных упругих и маг-нитостатических мод (рис. 1).

В разделе 1.3.1 обсуждается снятие вырождения частот отсечки поперечных упругих и магнитостатических мод, которое достигается за счет взаимодействия магнитостатических мод с поперечными лэмбовскими упругими модами. При этом нарушается порядок следования магнитостатических мод, что приводит к резонансному взаимодействию между модами различных номеров (вставка I к рис. 1).

В разделе 1.3.2 анализируются особенности резонансного взаимодействия магнитостатических и упругих мод в данной геометрии намагничивания. Характерным является образование полос непропускания (вставка II к рис. 1). Эффективность взаимодействия зависит от области спектра МУВ: в области быстрых МУВ наиболее эффективно с МСВ взаимодействуют поперечные лэмбовские моды, тогда как эффективность взаимодействия МСВ с низшими упругими модами различной поляризации одного порядка.

В разделе 1.3.3 рассматривается резонансное взаимодействие между упругими модами различной поляризации за счет магнитоупругой связи. Эффективность такого взаимодействия существенно зависит от высокочастотной магнитной восприимчивости феррита. Наличие посредника во взаимодействии, которым является значительно более диссипативная магнитная подсистема, может приводить к появлению атипичных особенностей в резонансной перестройке дисперсии и затухании упругих мод - сосуществованию расталкивания как в законах дисперсии, так и в частотных зависимостях пространственных декрементов (вставка III к рис. 1). Наиболее заметно указанный эффект проявляется в условиях когда пространственные декременты упругих мод оказываются близки, а также в тройных резонансах с участием во взаимодействии магнитостатической моды. Обсуждению последней ситуации посвящен подраздел 1.3.4.

В разделе 1.3.5 анализируется ситуация "сильной" связи, когда резонансные перестройки дисперсии Sq превышают межмодовое расстояние Дд (вставка IV к рис. 1). Такая ситуация характерна для области спектра, отвечающей дисперсии однородного поперечного звука, где происходит сгущение дисперсионных кривых упругих мод. Взаимодействие упругих мод с ООМСВ в этой

О 1000 2000 3000

q, см'1

Рис. 1: Дисперсия ООМСВ (сплошные линии), сдвиговых (пунктир) и лэмбовских (штрих-пунктир) упругих мод в ферритовом слое в отсутствии магнитоупругой связи. На вставках показаны особенности спектра при наличии магнитоупругой связи: I - дисперсия мод ООМСВ вблизи частот отсечки, II - дисперсия и затухание в области резонанса магнитостатической и упругой мод (серый цвет - без учета диссипации, черный - с ее учетом), III -дисперсия и затухание в области резонанса лэмбовской и сдвиговой упругих мод, IV - дисперсия и затухание упругих мод в области их сгущения.

области спектра может приводить к образованию единых магнитоупругих ре-зонансов с участием нескольких упругих мод, что сопровождается трансформацией сдвиговых упругих мод в лэмбовские, поверхностных - в объемные и наоборот. При этом резонансные добавки в затухание, участвующих в таком резонансе упругих мод, за исключением одной, понижаются по сравнению с раздельными резонансами.

Глава 2 посвящена изучению влияния конечной проводимости металла на спектр МУВ структуры металл-феррит-диэлектрик. В разделе 2.1 формулируется задача и выводится дисперсионное уравнение, описывающее спектр МУВ в геометрии ПМСВ. Во разделе 2.2 приводятся результаты численных расчетов дисперсии и затухания в области спектра, отвечающей быстрым МУВ. Использован подход, при котором проводимость металла принимается фиксированной и анализируются особенности спектра при различных толщинах металлического слоя. Обсуждается два механизма влияния металла на спектр МУВ: через изменение дисперсии и затухания ПМСВ, а также через изменение коэффициента связи волн.

При изменении толщины металла происходит переход дисперсионной кривой ПМСВ с одной дисперсионной поверхности на другую (рис. 2), который сопровождается увеличением потерь ПМСВ за счет электронного вклада, так что в определенном интервале толщин ПМСВ является нераспростра-няющейся [5]. Перестройка затухания ПМСВ, во-первых, сопровождается изменением эффективности взаимодействия с упругими модами, а, во-вторых может приводить к смене пиков поглощения в частотных зависимостях пространственного декремента на пики просветления и наоборот (вставки I и II к рис. 2). В тех случаях, когда электронные потери значительно превосходят собственные потери ПМСВ, коэффициент связи с упругими модами приобретает существенную мнимую добавку. Это приводит к появлению атипичных особенностей в перестройках дисперсии и затухания ПМСВ на частотах маг-нитоупругих резонансов: в частотных зависимостях затухания появляются особенности характерные для резонансной перестройки дисперсии и наоборот (вставка II к рис. 2).

Глава 3 посвящена экспериментальному исследованию резонансного взаимодействия ПАВ Рэлея с модами ООМСВ в пленках Ga,Sc:ЖИГ. В разде-

I ->

д, см

Рис. 2: Дисперсионные поверхности ПМСВ, отвечающие изменению толщины металлического слоя, и дисперсионные кривые упругих мод в фазовом пространстве (/,д',<}") с учетом диссипации. Числа на кривых соответствуют номерам упругих мод Стрелки указывают направление движения дисперсионных кривых ПМСВ по поверхностям при увеличении толщины металла. На вставках I и II - дисперсия и изменение пространственного декремента ПМСВ, принадлежащей соответственно дисперсионной поверхности I и II, в области резонанса с упругой модой при наличии магнитоупругой связи. Числа на кривых - толщина металла в нанометрах.

ле 3.1 описываются экспериментальные макеты, приводится схема установки для исследования ПМУВ. Основная масса экспериментов выполнялась на "составных" макетах (вставка к рис. 3) при частотах возбуждения ПАВ /д = 130...150 МГц. Характеристики прохождения ПАВ (потери, фаза) исследовались в зависимости от величины и направления приложенного магнитного поля. В разделе 3.2 обсуждаются требования к параметрам ферри-товых пленок, необходимые для наблюдения взаимодействия ПАВ с модами ООМСВ различных номеров, приведены параметры использованных в экс-

т---1 ■-1---1

О 10 20 30

#о,Э

Рис. 3: Зависимость дополнительного ослабления ПАВ от величины магнитного поля в пленке Оа,8с:ЖИГ с одноосной магнитной анизотропией "легкая плоскость". На вставке - конструкция экспериментального макета: 1 - куски звукопровода ЫМЬОз, 2 - пленка Оа,8с:ЖИГ на подложке гадолиний галлиевого граната, 3 - встречно-штыревые преобразователи, 4 - микрополосковая антенна.

перименте образцов. В двух последующих разделах приводятся результаты эксперимента для различных геометрий намагничивания.

В разделе 3.3 обсуждаются изменения в потерях и фазовой скорости ПАВ при намагничивании пленок ва,8с:ЖИГ параллельно распространению. Для пленок с одноосной магнитной анизотропией "легкая плоскость" выделяются три характерных интервала магнитных полей (рис. 3). Первый интервал —2... + 2 Э отвечает взаимодействию ПАВ с доменами, и, как правило, характеризуется слабым дополнительным ослаблением ПАВ

где А(Но) - потери в макете при п ^ - минимальные потери в макете, определяемые при поле > 300 Э, когда частота ПАВ много меньше минимальной частоты МСВ и влияние магнитной подсистемы на ПАВ пренебрежимо мало. Два других интервала полей 10...50 Э и 2...10 Э характеризуются более существенным дополнительным ослаблением ПАВ, а отвечающие им зависимости как правило, носят вид осцилляции. "Высокополевые"

(10...50 Э) осцилляции соответствуют резонансам ПАВ с низшими, дипольны-ми модами ООМСВ. "Низкополевые" (2...10 Э) осцилляции отождествляются с взаимодействием ПАВ с обменными модами ООМСВ высоких номеров.

Р6"мкВт

Рис. 4: Зависимость величины пиков дополнительного ослабления, отвечающих наибольшей "высокополевой" (сплошная кривая) и "низкополевой11 (пунктир) осцилляциям, от мощности ПАВ. Треугольники указывают оценочные значения пороговой мощности для развития трехмагнонной (ЗМ) и четырехмагнонной (4М) нестабильности ПМУВ. Штрих-пунктир - зависимость эффективности свертки от мощности одной из ПАВ при мощности второй, соответствующей линейному режиму. На вставках - форма импульса свертки при различных уровнях мощности.

В разделе 3.4 обсуждается поведение осцилляции прохождения при изменении угла между направлением распространения ПАВ и намагничивающим полем. Указывается на качественное и количественное соответствие с теорией в поведении осцилляции.

Глава 4 посвящена экспериментальному исследованию нелинейных эффектов при распространении ПМУВ Рэлея в пленках ва,8с:ЖИГ.

В разделе 4.1 анализируется поведение осцилляции прохождения ПАВ при изменении входной мощности. Выделяются два нелинейных эффекта - уменьшение величины осцилляции (рис. 4) и их смещение в область более низких полей с ростом входной мощности. Указанное поведение отождествляется с развитием нестабильности ПМУВ к возбуждению параметрических спиновых волн. Показывается, что в случае "высокополевых" осцилляции порог нестабильности определяется четырехмагнонными процессами, тогда как для "низкополевых" осцилляции - трехмагнонными процессами.

В разделе 4.2 описывается возникновение автомодуляции ПМУВ за порогом параметрической нестабильности.

В разделе 4.3 обсуждается эффект магнитного детектирования импульса ПМУВ, проявляющийся в возникновении сигнала на микрополосковой ан-

тенне (вставка к рис. 3) в моменты ее прохождения фронтом и срезом импульса ПМУВ, когда под действием высокочастотного сигнала меняется магнитный поток пронизывающий микрополосковую антенну.

Раздел 4.4 посвящен исследованию свертки ПМУВ. Сигнал свертки формировался в результате взаимодействия двух встречных импульсов ПМУВ и снимался с помощью микрополосковой антенны (вставка к рис. 3). Свертка ПМУВ наблюдалась в узких (~ 1 Э) интервалах магнитных полей, отвечаю -щих резонансам ПАВ с модами ООМСВ различных номеров, при некоторой отстройке от резонанса (см. положение крестика на рис. 3). Эффективность свертки оценивалась по внутреннему билинейному коэффициенту

где - мощности двух встречных ПАВ на входе в ферритовую плен-

ку, - пиковая мощность сигнала удвоенной частоты, снимаемого с микро-полосковой антенны. В разделе 4.4.1 обсуждаются режимы вынужденной и резонансной свертки, когда формирующийся сигнал свертки является, соответственно, вынужденными и собственными колебаниями намагниченности. Выводится критерий идентификации режима. В разделе 4.4.2 анализируется влияния параметрической нестабильности ПМУВ на свертку - изменение эффективности свертки, а также искажение формы сигнала свертки (рис. 4). Указывается, что характер проявляющихся при этом особенностей зависит от взаимного расположения "неравновесного" участка пленки и области формирования сигнала свертки.

В разделе 4.5 приводятся результаты эксперимента по параметрическому усилению ПМУВ.

В заключении сформулированы основные результаты работы.

На основании выполненных в работе исследований получены следующие основные научные результаты:

(3)

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

упругими и магнитостатическими модами, а также между упругими модами различной поляризации. Установлено, что снятие вырождения частот отсечки достигается за счет взаимодействия с модами ООМСВ поперечных лэмбовских упругих мод. При этом порядок следования маг-нитостатических мод нарушается, что приводит к резонансному взаимодействию между ними. Установлено, что в области спектра, отвечающей быстрым МУВ, ООМСВ наиболее эффективно взаимодействует с поперечными модами Лэмба, тогда как при резонансах с низшими упругими модами эффективность взаимодействия со сдвиговыми и лэмбовскими модами одного порядка. Показано, что в последнем случае могут реа-лизовываться условия "сильной" связи, когда резонансные перестройки дисперсии превышают межмодовое расстояние упругих мод и образуется единый магнитоупругий резонанс с участием нескольких упругих мод. Такие резонансы характеризуются трансформацией упругих мод (сдвиговые моды переходят в лэмбовские, поверхностные в объемные и наоборот), а также уменьшением резонансных потерь упругих мод по сравнению с раздельными резонансами. Показано, что лэмбовские и сдвиговые упругие моды могут резонансно взаимодействовать на частотах фазового синхронизма благодаря связи через магнитную подсистему. Эффективность такого взаимодействия определяется восприимчивостью магнитной подсистемы к внешним возбуждениям и повышается с приближением к магнитоупругим резонансам.

2. Показано, что характером и величиной резонансных перестроек в дисперсии и затухании ПМСВ при взаимодействии с упругими модами в структуре металл-феррит-диэлектрик, можно управлять за счет выбора толщины металлического слоя.

3. Установлено, что при резонансном взаимодействии между упругими модами в продольно намагниченном ферритовом слое, а также ПМСВ с упругими модами в структуре металл-феррит-диэлектрик, наличие третьей более диссипативной подсистемы (магнитной в первом случае, электронной во втором) может приводить к формированию коэффициента связи волн с существенной мнимой частью. Это сопровождается возникновением атипичных особенностей в резонансных перестройках диспер-

сии и затухания волн: сосуществованием расталкивания в законах дисперсии и частотных зависимостях пространственных декрементов, обращением особенностей в дисперсии и затухании.

4. Впервые экспериментально обнаружены осцилляции прохождения ПАВ Рэлея, обусловленные резонансным взаимодействием с модами ООМСВ различных номеров. Установлено, что в пленках ва,8е:ЖИГ с намагниченностью < 300 Тс, обладающих магнитной анизотропией "легкая плоскость", могут наблюдаться осцилляции, отвечающие резонансам ПАВ как с низшими, дипольными модами ООМСВ, так и с обменными модами высоких номеров.

5. Исследовано влияние параметрических нестабильностей на указанные осцилляции. Показано, что при резонансах с дипольными модами ООМСВ порог нестабильности определяется четырехмагнонными процессами, тогда как при резонансах с обменными модами - трехмагнон-ными процессами. Установлено, что за порогом нестабильности величина осцилляции, а также резонансные поля уменьшаются. Показано, что последнее можно трактовать как уменьшение эффективной толщины фер-ритовой пленки.

6. В условиях резонанса ПАВ с модами ООМСВ исследована свертка, а также параметрическое усиление ПМУВ в пленках ва,8е:ЖИГ. Максимальный внутренний билинейный коэффициент составил —10... — 20 дБм, коэффициент усиления - 20 дБ.

7. Исследовано влияние параметрической нестабильности ПМУВ на эффективность и форму сигнала свертки. Показано, что падение эффективности свертки происходит, когда длина неравновесного участка пленки превосходит расстояние до области взаимодействия волн. В противном случае можно ожидать повышения эффективности свертки.

Материалы, на основании которых написана диссертация, опубликованы в следующих работах:

1. Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Резонансное взаимодействие магнито-статических и упругих волн в касательно намагниченной пластине феррита в условиях сильной магнитоупругой связи. Труды третьего рабочего семинара IEEE Saratov-Penza Chapter, Саратов, 1999, с.49-53.

2. Веселое А.Г., Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Поверхностные магнито-упругие волны в пленках Ga, Sc -замещенного железоиттриевого граната. РЭ, 1999, Т.44, №3, с.3бб-370.

3. Казаков Г.Т., Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Спектр магнитоупру-гих волн распространяющихся вдоль намагничивающего поля. Тезисы докладов Второй объединенной конференции по магнитоэлектронике, Екатеринбург, 2000, с.51-52.

4. Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Магнитоупругое взаимодействие в ферромагнитных пластинах. Сборник трудов XII международной школы-семинара "Новые Магнитные Материалы Микроэлектроники", Москва, 2000, с.415-417.

5. Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Резонансное взаимодействие обратных объемных магнитостатических волн с объемными упругими волнами в ферромагнитных пластинах. РЭ, 2000, Т.45, №6, с.742-748.

6. Казаков Г.Т., Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Быстрые магнитоупру-гие волны в касательно намагниченных ферромагнитных пластинах. Труды 4-го рабочего семинара IEEE Saratov-Penza Chapter, Саратов, 2000, с. 127-133.

7. Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Резонансное взаимодействие лэмбов-ских и сдвиговых упругих волн в ферромагнитной пластине. РЭ, 2001, Т.46, МО, с. 1272-1276.

8. Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Магнитоупругие волны в касательно намагниченной ферромагнитной пластине. ЖТФ, 2002, Т.47, №1, с.38-48.

9. Filimonov YuA, Kazakov G.T., Khivintsev Yu.V., Kotelyanskii I.M. Magnetoelastic Rayleigh wave convolver based on Ga,Sc:YIG/GGG structure. Abstracts of 16th International Symposium on Nonlinear Acoustics, Moscow, 2002, p.45.

10. Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Взаимодействие поверхностной магни-тостатической и объемных упругих волн в металлизированной структуре ферромагнетик-диэлектрик. РЭ, 2002, Т.47, №8, с.1002-1007.

родной научно-технической конференции "Актуальные Проблемы Электронного Приборостроения", Саратов, 2002, с.207-210.

12. Filimonov Yu.A., Khivintsev Yu.V. Nonlinear properties of magnetoelastic Rayleigh waves in ferrite films. Abstract book of International Conference on Magnetism, Roma, 2003, p.274.

13. Казаков Г.Т., Филимонов ЮА, Хивинцев Ю.В. Котелянский И.М., Маряхин А.В. Влияние параметрических нестабильностей на свертку поверхностных магнитоупругих волн Рэлея в пленках Ga, Sc -замещенного железоиттриевого граната. Труды XII Международной конференции по Спиновой электронике и Гировекторной электродинамике, Москва (Фир-сановка), 2003, с.227-232.

14. Filimonov Yu.A., Kazakov G.T., Khivintsev Yu.V., Kotelyanskii I.M., Maryachin A.V. Nonlinear properties of magnetoelastic Rayleigh waves in ferrite films. J. Magn. Magn. Mater., 2004, V.272-276P2, p.1009-1010.

15. Казаков Г.Т., Котелянский И.М., Маряхин А.В., Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Осцилляции прохождения поверхностной акустической волны Рэлея в структурах на основе Ga,Sc-замещенного железоиттриевого граната. РЭ, 2004, Т.49, №5, с.568-576.

16. Filimonov Yu.A., Kazakov G.T., Khivintsev Yu.V., Kotelyanskii I.M., Maryakhin A.V. Rayleigh waves in Ga,Sc-substituted yttrium iron garnet films. Preliminary program and abstracts of VII International Conference for Young Researchers "Wave Electronics and Its Application in the Information and Telecommunication Systems", St.Petersburg, 2004, p.69-70.

17. Казаков Г.Т., Котелянский И.М., Маряхин А.В., Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Свертка поверхностных магнитоупругих волн в пленках Ga,Sc-замещенного железоиттриевого граната. РЭ, 2005, Т.50, №1, принята к печати.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Туров Е.А., Ирхин Ю.П. О спектре колебаний ферромагнитной упругой среды. ФММ, 1956, Т.З, №1, с.15-17.

[2] Беляева О.Ю., Зарембо Л.К., С.Н. Карпачев С.Н. Магнитоакустика ферритов и магнитоакустический резонанс. УФН, 1992, Т.162, №2, с.107-138.

[3] Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е. Магнитоупругие волны в пластинах и пленках ферромагнетиков. Изв. вузов. Физика. 1988, Т.31, №11, с.б-23.

[4] Camley R.E. Magnetoelastic waves in a ferromagnetic film on a nonmagnetic substrate. J. Appl. Phys., 1979, V.50, №8, p.5272-5284.

[5] Веселов А.Г., Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т. и др. Поверхностные магни-тостатические волны в металлизированных пленках железоиттриевого граната. РЭ, 1994, Т.39, №12, с.2067-2074.

[6] Matthews H. Elastic-wave amplification in yttrium iron garnet at microwave frequecies. Phys. Rev. Lett., 1964, V.12, №12, p.325-327.

[7] Robbins W.P., Lundstrom M.S. Magnetoelastic Rayleigh wave convolver. Appl. Phys. Lett., 1975, V.26, №3, p.73-74.

[8] Сухарев А.Г. Взаимодействие дипольно-обменных и магнитоупругих волн с электронами в слоистых ферритовых структурах. Дисс. канд. физ.-мат. наук: М., 1991, 213с.

№19 64В

Объем 1.16 усл.печ.л. Тираж 100 экз.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Хивинцев, Юрий Владимирович

Основные обозначения и сокращения.

Введение

Глава 1 Спектр магнитоупругих волн в продольно намагниченном ферритовом слое.

1.1 Уравнения феноменологической теории магнитоупругих волн

1.2 Постановка задачи и вывод дисперсионного уравнения

1.3 Результаты расчета.

1.3.1 Снятие вырождения частот отсечки упругих и магнитостатических мод.

1.3.2 Резонансное взаимодействие магнитостатических и упругих мод.

1.3.2.1 Быстрые магнитоупругие волны

1.3.2.2 Поверхностные магнитоупругие волны.

1.3.3 Резонансное взаимодействие лэмбовских и сдвиговых упругих мод.

1.3.4 Тройные резонансы.

1.3.5 "Сильная" связь.

1.4 Выводы

Глава 2 Влияние металла с конечной проводимостью на спектр магнитоупругих волн в структуре металл-феррит-диэлектрик

2.1 Постановка задачи и вывод дисперсионного уравнения

2.2 Результаты расчета.

2.3 Выводы

4 Глава 3 Осцилляции прохождения поверхностной акустической волны

Рэлея в пленках Ga.Sc.-ЖИГ.

3.1 Экспериментальные макеты и установка.

3.2 Требования при выборе материала.

3.3 Осцилляции прохождения при продольном намагничивании 71 3.3.1 "Высокие" поля подмагничивания. ф 3.3.2 "Низкие" поля подмагничивания.

3.4 Поведение осцилляций при повороте магнитного поля

3.5 Выводы

Глава 4 Нелинейные эффекты при распространении поверхностных магнитоупругих волн Рэлея в пленках Ga,Sc:>KMr. ф 4.1 Нелинейное поведение осцилляций прохождения.

4.1.1 Изменение величины осцилляций с ростом мощности

4.1.1.1 Оценка порогов нестабильности ПМУВ.

4.1.1.2 "Высокополевые" осцилляции

4.1.1.3 "Низкополевые" осцилляции.

4.1.2 Смещение осцилляций с ростом мощности.

4.2 Автомодуляция ПМУВ.

4.3 Магнитное детектирование ПМУВ.

4.4 Свертка ПМУВ.

4.4.1 Режим "вынужденной" и "резонансной" свертки.

4.4.2 Влияние на свертку параметрических нестабильностей

4.5 Параметрическое усиление ПМУВ

4.6 Выводы

Введение диссертация по физике, на тему "Магнитоупругие волны в касательно намагниченных слоистых ферритовых структурах"

Одним из актуальных направления в области радиофизики является исследование колебаний и волн в связанных системах. К таким системам можно отнести магнитоупорядоченные кристаллы. В таких кристаллах возможно распространение спиновых и упругих волн. Однако, благодаря магнитоупругому взаимодействию, волны перестают быть чисто спиновыми и чисто упругими, а становятся связанными - магнитоупругими. Впервые на это обратили внимание Туров и Ирхин [1]. Помимо необходимости учитывать этот эффект при изучении спиновых и упругих возбуждений, магнитоупругие волны (МУВ) представляют и самостоятельный фундаментальный интерес. Во многом этот интерес подогревается потенциалом к использованию специфических свойств МУВ (дисперсия, нелинейность, зависимость характеристик от магнитного поля и т.д.) для функциональной обработки высокочастотных сигналов.

Активные исследования динамических магнитоупругих явлений начались в 1958 году с открытия Спенсером и Ле-Кроу [2] параметрического магнитоупру-гого резонанса. В том же году Ахиезер, Барьяхтар и Пелетминский [3] развили теорию связанных МУВ в ферромагнетиках, Киттель [4] опубликовал статью о взаимодействии спиновых и ультразвуковых волн. Вскоре было обнаружено [5], что ЖИГ, известный, на тот момент, как материал, обладающий наиболее узкой линией ферромагнитного резонанса (ФМР), характеризуется чрезвычайно низкими акустическими потерями. Это дало толчок к широкомасштабным исследованиям магнитоупругих колебаний и волн в образцах ЖИГ.

В ранних работах на эту тему исследовалась связь спиновых и упругих волн в безграничном кристалле. Была выполнена масса экспериментов по изучению как линейных, так и нелинейных магнитоупругих эффектов в сферах, стержнях, дисках ЖИГ. Информацию об этих исследованиях можно найти в работах [6-17]. Были предложены различные варианты устройств обработки сигналов на основе МУВ: перестраиваемые линии задержки [12, 13], параметрические усилители [14, 15], устройства сжатия спектра [16] и др.

• В дальнейшем основное внимание исследователей сконцентрировалось на исследовании таких МУВ, для которых принципиальную роль играют граничные условия. Этому прежде всего способствовало активное исследование и практическое применение для обработки сигналов поверхностных акустических волн (ПАВ). Соответственно, на первом этапе преобладал подход с точки зрения акустики - изучалось влияние магнитоупругого взаимодействия на свойства ПАВ.

В работе [17] была показана возможность существования на поверхности ферромагнетика магнитоупругого аналога ПАВ Гуляева-Блюстейна. Волна типа Рэлея в ферритовом полупространстве впервые была рассмотрена в работе [18], а впоследствии для различных геометрий намагничивания в целом ряде работ [18-25]. Было исследовано влияние металлизации поверхности [20, 21], диссипации [22-25] и неоднородного обмена [25] на свойства поверхностной маг-нитоупругой волны (ПМУВ) Рэлея. Обсуждались невзаимные свойства ПМУВ и влияние анизотропии [22].

В последующих работах геометрия задачи усложнялась. Были рассмотрены МУВ в ферромагнитном слое при касательном [26, 27] и нормальном [28] намагничивании. В работах [29, 30] были исследованы ПМУВ Лява в контактной структуре пленка на полубесконечной подложке в случае, когда материал пленки или подложки является ферромагнетиком, обсуждалось влияние металлизации. ПМУВ Рэлея и Лява в структуре типа ферромагнитная пленка Ц на полубесконечной диэлектрической подложке с учетом неоднородного обмена при произвольной ориентации намагничивающего поля в плоскости пленки были рассмотрены в работе [31]. Была проанализирована также возможность усиления ПМУВ Лява [32, 33] и Рэлея [34] за счет взаимодействия с электронами в структурах типа ферромагнетик-полупроводник. В работе [35] обсуждалась волна типа Стоуняи на границе двух ферромагнитных полупространств. Щелевые ПМУВ в полуограниченных ферромагнетиках рассматривались в работах [36, 37].

Экспериментальные исследования ПМУВ проводились с использованием пла-. стин [38-41], а также пленок [41-45] ЖИГ, выращенных на диэлектрических подложках. Работы, как правило, носили прикладную направленность и имели целью использовать специфические свойства ПМУВ для расширения функциональных возможностей и повышения эффективности устройств на ПАВ. Изучалась возможность использования магнитострикции для возбуждения ПАВ в ферритах [38, 41]. Была продемонстрирована возможность создания невзаимных устройств на ПМУВ [42, 43]. Зависимость фазовой скорости ПМУВ от ф магнитного поля предлагалось использовать для создания перестраиваемых генераторов [43] и датчиков магнитного поля [45]. Исследовалась также возможность использования нелинейности ПМУВ для эффективной свертки [40, 43] и параметрического усиления [44] сигналов.

Развитие технологии получения высококачественных пленок ЖИГ на диэлектрических подложках и активные исследования длинноволновых диполь-ных спиновых волн, называемых еще магнитостатическими волнами (МСВ), способствовали развитию еще одного направления в исследовании МУВ. Дело в том, что слой твердого тела представляет собой акустический волновод, который характеризуется многомодовым спектром упругих волн. Упругие моды такого волновода обладают сильной дисперсией и могут иметь очень большую фазовую скорость. Благодаря этому возможен резонанс этих мод с МСВ и образование, так называемых, быстрых МУВ [46].

Впервые возможность существования таких МУВ была показана еще в работе [26] для касательного намагничивания. Однако активное исследование dfc быстрых МУВ началось пожалуй с работ [47, 48]. В работе [47] были впервые детально проанализированы особенности спектра быстрых МУВ в нормально намагниченной ферромагнитной пластине, а в экспериментальной работе [48] такие МУВ были обнаружены.

В дальнейшем особенности спектра быстрых МУВ теоретически исследовались как в случае нормального намагничивания [49, 50], так и касательного намагничивания перпендикулярно направлению распространения волн [50-56]. Было изучено влияние процессов диссипации [49, 50, 55] и неоднородного обмена [50, 53]. Кроме того, были рассмотрены быстрые МУВ в структуре ферромагнетик-диэлектрик [50, 53], а также металлизированных слоистых структурах [50, 51, 56]. Обсуждалось и влияние электронов на распространение быстрых МУВ в структурах ферромагнетик-полупроводник [50, 52].

Подробное экспериментальное исследование быстрых МУВ в нормально намагниченных пластинах и пленках ЖИГ было выполнено в работе [57], где изучались также нелинейные эффекты и особенности формирования быстрых МУВ в пленках ЖИГ с доменной структурой. В работах [58, 59] наблюдались быстрые МУВ при намагничивании пленки ЖИГ касательно перпендикулярно направлению распространения МСВ. Сравнение эффективности гибридизации различных типов МСВ с упругими модами, а также исследование прохождения быстрых МУВ в структурах феррит-полупроводник и феррит-металл проводилось в работе [60]. Выполненные исследования показали возможность использования быстрых МУВ для узкополосной фильтрации сигналов, различные конструкции таких фильтров были предложены в работах [57, 60]. Следует также отметить, что помимо экспериментов с бегущими МСВ, возбуждение МУВ в тонкопленочных структурах исследовалось и методом ФМР - см., например, [61-63].

Для наблюдения быстрых МУВ необходимо было обеспечить высокое акустическое качество тонкопленочных образцов. Предъявляемым при этом требованиям [46] удовлетворить тем легче, чем ниже частота. Поэтому во многих экспериментах с быстрыми МУВ [58, 60] использовались легированные пленки ЖИГ с пониженной намагниченностью, которые обеспечивали возможность возбуждения МСВ на существенно более низких частотах, чем в чистом ЖИГ. Следует отметить, что ранее [42, 43] на предпочтительность легированных пленок ЖИГ в экспериментах с МУВ указывалось также и при исследовании ПМУВ. В этом случае требование к снижению частоты магнитоупругого резонанса обусловлено тем, что на более низких частотах значительно легче эффективно возбуждать ПАВ в ферритовых пленках.

Другая причина затрудняющая реализацию эффективного взаимодействия МСВ с упругими модами на высоких частотах - уменьшение длины акустической волны, что влечет за собой необходимость использовать в эксперименте пленки субмикронной толщины, либо осуществить сильно неоднородное по толщине пленки распределение высокочастотной намагниченности МСВ [59]. Последнее возможно в условиях спин-волнового резонанса (СВР), когда МСВ взаимодействует с обменными спиновыми модами [64]. Сосуществование обменных и магнитоупругих осцилляций прохождения МСВ было предсказано в работе [53]. В работе [59] этот эффект впервые наблюдался экспериментально, было отмечено улучшение гибридизации МСВ с упругими модами на частотах СВР. Подробнее вопрос о взаимном влиянии взаимодействия МСВ с обменными и упругими модами экспериментально изучался в работе [60]. Впоследствии это направление исследования МУВ получило продолжение в работах [65-68]. В работах [69, 70] была продемонстрирована возможность эффективной генерации ультразвука на частотах до 20 ГГц за счет взаимодействия обменных и упругих мод в пленках ЖИГ с неоднородным распределением магнитных параметров по толщине.

Довольно активно исследовалось также взаимодействие МСВ с распространяющимися акустическими волнами в пленках ЖИГ. Теоретически этот вопрос рассматривался в работах [71-74], экспериментальные исследования проводились в работах [75-78].

Проводились исследования магнитоупругих эффектов и в других материалах - см., например, обзоры [11, 79-81]. Особо, пожалуй, следует выделить материалы с сильной магнон-фононной связью, такие как гематит, где благодаря эффективному энгармонизму, МУВ обладают сильной нелинейностью [80]. Такие материалы играют заметную роль в нелинейной магнитоакустике и наряду с ЖИГ активно используются в исследованиях и в настоящее время.

Данная диссертация посвящена изучению МУВ в пленках Ga, Sc - замещенного железоиттриевого граната (Са,5с:ЖИГ) с низкой намагниченностью. Основное внимание уделяется эффектам, связанным с многомодовым характером спектров МСВ и упругих волн, присущим тонкопленочным волноводам.

Одним из проявлений многомодовости спектра упругих волн является формирование быстрых МУВ, что сопровождается осцилляциями прохождения МСВ в условиях резонанса с упругими модами различных номеров. Аналогичный эффект следовало ожидать и для ПМУВ Рэлея, когда взаимодействие с модами МСВ различных номеров сопровождается осцилляциями прохождения ПАВ Рэлея. На это указывалось в работе [31], однако экспериментальных подтверждений этому до сих пор не было. В связи с этим в задачу работы входило экспериментально обнаружить и изучить этот эффект.

Решение указанной проблемы во многом зависело от адекватного выбора материала. Основную роль при этом играют два фактора: возможность эффективно возбуждать ПАВ Рэлея и возможность реализовать резонанс ПАВ с модами МСВ различных номеров. Минимальная частота МСВ определяется полями магнитной анизотропии и в пленках чистого ЖИГ составляет > 500 МГц. Осуществить эффективное возбуждение ПАВ в ферритовых пленках на таких частотах довольно затруднительно. Именно поэтому предпочтение было отдано пленкам Са.ЭсгЖИГ, обладающим низкими намагниченностью и полями магнитной анизотропии, которые характеризуются значительно более низкими частотами МСВ [60, 82].

Актуальным является поиск и других проявлений многомодовости в тонкопленочных волноводах. В качестве реализации такой задачи в работе проанализированы основные особенности спектра МУВ ферритового слоя, намагниченного вдоль распространения волн. Выбрана наименее изученная геометрия намагничивания (ранее в такой геометрии анализировался лишь спектр ПМУВ Рэлея [27, 31]), которая в то же время позволяет в полной мере отразить все основные проявления многомодовости спектра. В качестве немаловажного обстоятельства следует отметить также то, что на основе полученных данных можно представить полную картину спектра МУВ, тогда как ранее, как правило, рассматривались лишь отдельные его участки.

Теоретические исследования спектра МУВ в металлизированных структурах ранее проводились лишь в приближении идеальной проводимости металла [20, 21, 30, 56]. Между тем известно [83], что проводимость металла может играть существенную роль в формировании характеристик МСВ в металлизированных структурах. В связи с этим актуален вопрос: как это отражается на характеристиках МУВ? В работе этот вопрос анализируется применительно к быстрым МУВ в металлизированной структуре феррит-диэлектрик при намагничивании, отвечающем распространению в феррите поверхностной МСВ (ПМСВ), наиболее "чувствительной" к наличию металла [84].

Уже в ранних работах по исследованию МУВ большой интерес был проявлен к нелинейным эффектам. Главным образом интерес был с точки зрения акустики — нелинейность МУВ значительно превосходит нелинейность упругих волн, и это может быть использовано для создания более эффективных аналогов нелинейных акустических устройств. Поэтому в работе значительное внимание уделяется исследованию нелинейных эффектов применительно к ПМУВ Рэлея в пленках Ga,Sc:>KHr, таких как свертка, параметрическое усиление. Исследуются также и эффекты, связанные с развитием параметрической нестабильности ПМУВ.

В соответствии с полученными результатами на защиту выносятся следующие научные положения:

1. В ферритовом слое в области спектра, отвечающей сгущению упругих мод, возможна реализация "сильной" связи, когда соседние магнитоупругие ре-зонансы перекрываются, образуя единый резонанс с участием нескольких упругих мод. Такой резонанс характеризуется трансформацией лэмбовских мод в сдвиговые и наоборот, а также снижением резонансного поглощения для всех упругих мод, за исключением одной.

3. Резонансное взаимодействие лэмбовских и сдвиговых упругих мод в фер-ритовых слоях, а также поверхностной магнитостатической волны с упругими модами в металлизированных ферритовых структурах может характеризоваться коэффициентом связи волн S с существенной мнимой частью (<5 = <5' + i-S", |<S'| ~ |<5"|) и сопровождаться расталкиванием частотных зависимостей пространственных декрементов.

5. Нестабильность поверхностной магнитоупругой волны к возбуждению параметрических спиновых волн приводит к уменьшению величины резонансных осцилляций прохождения и их сдвигу в область более низких полей, а также ограничивает эффективность свертки и параметрического усиления поверхностной магнитоупругой волны. В условиях резонанса с дипольными модами обратной объемной магнитостати ческой волны порог нестабильности определяется четырехмагнонными процессами, тогда как при резонансах с обменными модами — трехмагноными процессами.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемых источников. В конце каждой главы имеется раздел "выводы", в котором суммируются результаты, полученные в данной главе.

Заключение диссертации по теме "Радиофизика"

4.6 Выводы

Таким образом основные результаты данной главы сводятся к следующему:

1. При мощностях превышающих порог нестабильности к возбуждению ПСВ осцилляции прохождения ПАВ Рэлея смещаются в область более низких полей, а их величина уменьшается. При резонансах ПАВ с низшими модами ООМСВ величина порога определяется порогом развития 4М нестабильности, тогда как при резонансах с обменными модами - ЗМ нестабильности.

2. Нелинейное поведение осцилляций может быть объяснено падением высокочастотной магнитной восприимчивости в неравновесной области, отвечающей рождению ПСВ.

3. Свертка и параметрическое усиление ПМУВ Рэлея в пленках Ga,Sc:>Kl/ir характеризуется высокой эффективностью.

4. В тех случаях, когда пленки характеризуются раздельными резонансами ПАВ с модами ООМСВ, эффективная свертка происходит в узких (< 1 Э) интервалах полей. Максимальная эффективность свертки достигается при некоторой отстройке от резонанса.

5. Нелинейное изменение эффективности свертки, а также искажение формы сигнала свертки связано исключительно с параметрической нестабильностью ПМУВ. При этом характер нелинейных особенностей определяется взаимным расположением неравновесного участка пленки и области формирования сигнала свертки.

Заключение

В диссертации получены следующие основные научные результаты:

1. Теоретически исследованы основные особенности спектра МУВ продольно намагниченного слоя: снятие вырождения частот отсечки поперечных упругих и магнитостатических мод, резонансное взаимодействие между упругими и магнитостатическими модами, а также между упругими модами различной поляризации. Установлено, что снятие вырождения частот отсечки достигается за счет взаимодействия с модами ООМСВ поперечных лэмбовских упругих мод. При этом возникает "перепутывание" дисперсионных кривых магнитостатических мод, что приводит к резонансному взаимодействию между ними. Установлено, что в области спектра, отвечающей быстрым МУВ, ООМСВ наиболее эффективно взаимодействует с поперечными модами Лэмба, тогда как при резонансах с низшими упругими модами эффективность взаимодействия со сдвиговыми и лэмбовски-ми модами одного порядка. Показано, что в последнем случае могут ре-ализовываться условия "сильной" связи, когда резонансные перестройки дисперсии превышают межмодовое расстояние упругих мод и образуется единый магнитоупругий резонанс с участием нескольких упругих мод. Такие резонансы характеризуются "перепутыванием" дисперсионных кривых упругих мод (сдвиговые моды переходят в лэмбовские, поверхностные в объемные и наоборот), а также уменьшением резонансных потерь упругих мод по сравнению с раздельными резонансами. Показано, что лэмбовские и сдвиговые упругие моды могут резонансно взаимодействовать на частотах фазового синхронизма благодаря связи через магнитную подсистему. Эффективность такого взаимодействия определяется восприимчивостью магнитной подсистемы к внешним возбуждениям и повышается с приближением к магнитоупругим резонансам.

2. Показано, что характером и величиной резонансных перестроек в дисперсии и затухании ПМСВ от взаимодействия с упругими модами в структуре металл-феррит-диэлектрик можно управлять за счет выбора толщины металлического слоя.

4. Впервые экспериментально обнаружены осцилляции прохождения ПАВ Рэлея, обусловленные резонансным взаимодействием с модами ООМСВ различных номеров. Установлено, что в пленках Са,Бс:ЖИГ с намагниченностью < 300 Гс, обладающих магнитной анизотропией "легкая плоскость", могут наблюдаться осцилляции, отвечающие резонансам ПАВ как с низшими, дипольными модами ООМСВ, так и с обменными модами высоких номеров.

5. Исследовано влияние параметрических нестабильностей на указанные осцилляции. Показано, что при резонансах с дипольными модами ООМСВ порог нестабильности определяется четырехмагнонными процессами, тогда как при резонансах с обменными модами - трехмагнонными процессами. Установлено, что за порогом нестабильности величина осцилляций, а также резонансные поля уменьшаются. Показано, что последнее можно трактовать как уменьшение эффективной толщины ферритовой пленки.

6. В условиях резонанса ПАВ с модами ООМСВ исследована свертка, а также параметрическое усиление ПМУВ в пленках Са,5с:ЖИГ. Максимальный внутренний билинейный коэффициент составил —10.—20 дБм, коэффициент усиления — 20 дБ.

Материалы, на основании которых написана диссертация, опубликованы в следующих работах:

1. Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Резонансное взаимодействие магнитостатических и упругих волн в касательно намагниченной пластине феррита в условиях сильной магнитоупругой связи. Труды третьего рабочего семинара IEEE Saratov-Penza Chapter, Саратов, 1999, с.49-53.

2. Веселое А.Г., Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Поверхностные магнито-упругие волны в пленках Ga, Sc -замещенного железоиттриевого граната. РЭ, 1999, Т.44, №3, с.366-370.

3. Казаков Г.Т., Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Спектр магнитоупругих волн распространяющихся вдоль намагничивающего поля. Тезисы докладов Второй объединенной конференции по магнитоэлектронике, Екатеринбург, 2000, с.51-52.

7. Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Резонансное взаимодействие лэмбовских и сдвиговых упругих волн в ферромагнитной пластине. РЭ, 2001, Т.46, №10, с.1272-1276.

9. Filimonov Yu.A., Kazakov G.T., Khivintsev Yu.V., Kotelyanskii I.M. Magnetoelastic Rayleigh wave convolver based on Ga,Sc:YIG/GGG structure. Abstracts of 16th Internationa! Symposium on Nonlinear Acoustics, Moscow, 2002, p.45.

11. Казаков Г.Т., Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Осцилляции прохождения поверхностной акустической волны Рэлея в пленках Ga, Sc -замещенного железоиттриевого граната. Материалы Пятой Международной научно-технической конференции "Актуальные Проблемы Электронного Приборостроения", Саратов, 2002, с.207-210.

12. Filimonov Yu.A., Khivintsev Yu.V. Nonlinear properties of magnetoelastic Rayleigh waves in ferrite films. Abstract book of International Conference on Magnetism, Roma, 2003, p.274.

13. Казаков Г.Т., Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Котелянский И.М., Маряхин А.В. Влияние параметрических нестабильностей на свертку поверхностных магнитоупругих волн Рэлея в пленках Ga, Sc -замещенного железоиттриевого граната. Труды XII Международной конференции по Спиновой электронике и Гировекторной электродинамике, Москва (Фир-сановка), 2003, с.227-232.

Казаков Г.Т., Котелянский И.М., Маряхин А.В., Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Осцилляции прохождения поверхностной акустической волны Рэлея в структурах на основе Ga.Sc-замещенного железоиттриевого граната. РЭ, 2004, Т.49, №5, с.568-576.

Filimonov Yu.A., Kazakov G.T., Khivintsev Yu.V., Kotelyanskii I.M., Maryakhin A.V. Rayleigh waves in Ga.Sc-substituted yttrium iron garnet films. Preliminary program and abstracts of VII International Conference for Young Researchers "Wave Electronics and Its Application in the Information and Telecommunication Systems", St.Petersburg, 2004, p.69-70.

Казаков Г.Т., Котелянский И.М., Маряхин А.В., Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Свертка поверхностных магнитоупругих волн в пленках Са^с-замещенного железоиттриевого граната. РЭ, 2005, Т.50, №1, принята к печати.

Материалы диссертации докладывались:

- на международных конференциях "International Symposium on Spin Waves" (Санкт-Петербург, 1998 г., 2000 г., 2002 г.);

- на рабочих семинарах IEEE Saratov-Penza Chapter (Саратов, 1999 г., 2000 г.)

- на Второй объединенной конференции по магнитоэлектронике (Екатеринбург, 2000 г.);

- на XVII международной школе-семинаре "Новые Магнитные Материалы Микроэлектроники" (Москва, 2000 г.);

- на международной конференции "16th International Symposium on Nonlinear Acoustics" (Москва, 2002 г.);

- на Пятой международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения" (Саратов, 2002 г.);

- на международной конференции "International Conference on Magnetism" (Рим, 2003 г.);

- на научно-технической конференции "Перспективные направления развития электронного приборостроения" (Саратов, 2003);

- на XII международной конференции по Спиновой электронике и Гировек-торной электродинамике (Москва, 2003 г.);

- на VII международной молодежной научной конференции "Волновая электроника и ее применение в информационных и телекоммуникационных системах" (Санкт-Петербург, 2004 г.);

- на семинарах в Саратовском Отделении ИРЭ РАН.

Мне приятно выразить глубокую благодарность своему научному руководителю Ю.А. Филимонову за постановку задач по теме диссертации, многократные обсуждения, постоянное внимание к работе и поддержку.

Автор признателен А.Г. Веселову, С.Л. Высоцкому и А.В. Кожевникову за помощь оказанную в постановке экспериментов, Б.Д. Зайцеву за предоставленные для работы акустические линии задержки, И.М. Котелянскому за изготовление акустических линий задержки и "монолитных" макетов, А.В. Ма-ряхину за предоставленные для экспериментов ферритовые пленки, М.Л. Кацу за помощь оказанную при написании компьютерных программ расчета спектров. Автор признателен также руководителю СО ИРЭ РАН Г.Т. Казакову за создание благоприятных условий работы в институте и постоянное внимание к работе.

Выражаю благодарность также всем сотрудникам лаборатории СФ-4 СО ИРЭ РАН, принимавшим участие в многочисленных обсуждениях материалов диссертации.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Хивинцев, Юрий Владимирович, Саратов

1. Туров Е.А., Ирхин Ю.П. О спектре колебаний ферромагнитной упругой среды. ФММ, 1956, Т.З, №1, с.15-17.

2. Spenser E.G., Le Craw R.C. Magnetostatic resonanse in yttrium iron garnet. Phys. Rev. Lett., 1958, V.7, №1, p.241-243.

3. Ахиезер А.И., Барьяхтар В.Г., Пелетминский С.В. Связанные магни-тоупругие волны в ферромагнетиках и ферроакустический резонанс. ЖЭТФ, 1958, Т.35, №1, с.228-239.

4. Kittel С. Interaction of spin waves and ultrasonic waves in ferromagnetic crystals. Phys. Rev., 1958, V.110, №4, p.836-841.

5. LeCraw R.C., Spencer E.G., Gordon E.I. Extremly low loss acoustic resonance in single-crystal garnet spheres. Phys. Rev. Lett., 1961, V.6, №9, p.620-622.

6. Ле-Кроу P., Комсток P. Магнитоупругие взаимодействия в ферромагнитных диэлектриках, в кн. Физическая акустика под ред. У. Мэзона. М.: Мир, 1968, T.III, ч.Б, с.156-243.

7. Штраус В. Магнитоупругие свойства иттриевого феррита-граната, в кн. Физическая акустика под ред. У. Мэзона. М.: Мир, 1970, T.IV, ч.Б, с.247-316.

8. Моносов Я.А. Нелинейный ферромагнитный резонанс. М.: Наука, 1971, 376 с.

9. Леманов В.В. Магнитоупругие взаимодействия, в кн. Физика магнитных диэлектриков под ред. Г.А. Смоленского. Л.: Наука, 1974, с.284.

10. Collins J.H. A short history of microwave acoustics. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 1984, V.MTT-32, №9, p.1127-1140.

11. Беляева О.Ю., Зарембо Л.К., С.Н. Карпачев С.Н. Магнитоакустика ферритов и магнитоакустический резонанс. УФН, 1992, Т.162, №2, с.107-138.

12. Eshbach J.R. Spin-wave propagation and the magnetoelastic interaction in yttrium iron garnet., J. Appl. Phys., 1963, V.34, №4, Pt.2, p.1298-1304.

13. Bierig R.W., Joseph R.I., Schlomann E. Magnetoelastic propagation in YIG rods surrounded by magnetic sleeves. IEEE Trans. Sonics Ultrason., 1966, V.SU-13, №3, p.82-84.

14. Matthews H. Elastic-wave amplification in yttrium iron garnet at microwave frequecies. Phys. Rev. Lett., 1964, V.12, №12, p.325-327.

15. Donaghey Z.F., Olson F.A. Parametric amplification of magnetostatic, magnetoelastic and acoustic waves for microwave delay at room temperture. Electron. Lett., 1965, V.l, №6 p.158-160.

16. Jackson D.R. Magnetoelastic bandwidth compression. Proceedings IEEE, 1971, V.59, №1, p.20-25.

17. Parekh J.P. Magnetoelastic surface waves in ferrits. Electron. Lett., 1969, V.5, №14, p.322-323.

18. Филиппов Б.Н., Оноприенко Л.Г. Связанные магнитоупругие волны в ограниченной среде. ФММ, 1970, Т.ЗО, №6, с.1121-1133.

19. Parekh J.P., Bertoni H.L. Magnetoelastic Rayleigh-type surface wave on tangentially magnetized YIG substrate. Appl. Phys. Lett., 1972, V.20, №9, p.362-364.

20. Parekh J.P., Bertoni H.L. Magnetoelastic Rayleigh waves propagating along a tangential bias field on a YIG substrate. J. Appl. Phys., 1974, V.45, №1, p.434-445.

21. Parekh J.P., Bertoni H.L. Magnetoelastic Rayleigh waves on a YIG substrate magnetized normal to its surface. J. Appl. Phys., 1974, V.45, №4, p.1860-1868.

22. Emtage P.R. Nonreciprocal attenuation of magnetoelastic surface waves. Phys. Rev. B, 1976, V.13, №7, p.3063-3070.

23. Scott R.Q., Mills D.L. The interaction of Rayleigh waves with ferromagnetic spins; propagation parallel to the magnetization. Sol. St. Comm., 1976, V.18, №7, p.849-852.

24. Scott R.Q., Mills D.L. Propagation of surface magnetoelastic waves on ferromagnetic crystal substrate. Phys. Rev. B, 1977, V.15, №7, p.3545-3557.

25. Филиппов Б.Н., Лукомский В.П. К теории магнитоупругих волн в ферромагнитных пластинах. ФММ, 1972, Т.34, №4, с.682-690.

26. Филиппов Б.Н., Болтачев В.Д., Лебедев Ю.Г. Поверхностные и объемные магнитоупругие волны в перпендикулярно намагниченных ферромагнитных пленках. ФММ, 1980, Т.49, №6, с.1151-1161.

27. Matthews Н., van de Vaart Н. Magnetoelastic Love waves. Appl. Phys. Lett., 1969, V.15, №11, p.373-375.30. van de Vaart H. Magnetoelastic Love-wave propagation in metal-coated layered substrate. J. Appl. Phys., 1971, V.42, №13, p.5305-5312.

28. Camley R.E. Magnetoelastic waves in a ferromagnetic film on a nonmagnetic substrate. J. Appl. Phys., 1979, V.50, №8, p.5272-5284.

29. Герус С.В., Тарасенко В.В. Усиление магнитоупругих волн дрейфом электронов в трехслойной структуре. ФТТ, 1974, Т.16, №3, с.672-677.

30. Герус С.В., Тарасенко В.В. Усиление магнитоупругих волн в двухслойной структуре ферромагнетик-пьезополупроводник. ФТТ, 1974, Т.16, №11, с.3422-3426.

31. Герус С.В., Тарасенко В.В. Волны Рэлея в магнитных кристаллах с анизотропией типа "легкая плоскость" и их усиление. ФТТ, 1975, Т.17, №8, с.2247-2252.

32. Camley R.E., Maradudin A.A. Pure shear elastic wave guided by the interface between two semi-infinite magnetoelastic media. Appl. Phys. Lett., 1981, V.38, №8, p.610-612.

33. Бурлак Г.Н., Коцаренко Н.Я., Рапопорт Ю.Г. Магнитоупругие щелевые волны в полуограниченных ферромагнетиках. УФЖ, 1983, Т.28, №10, с.1527-1530.

34. Кайбичев И.А., Шавров В.Г. Щелевые магнитоупругие волны в ферромагнетиках. ЖТФ, 1988, Т.58, №10, с.1832-1840.

35. Voltmer F.W., White R.M., Turner C.W. Magnetostrictive generation of surface elastic waves. Appl. Phys. Lett., 1969, V.15, №5, p.153-154.

36. Daniel M.R. Ferroacoustic interaction in yttrium iron garnet with Rayleigh waves. J. Appl. Phys., V.44, №3, p.1404-1405.

37. Robbins W.P., Lundstrom M.S. Magnetoelastic Rayleigh wave convolver. Appl. Phys. Lett., 1975, V.26, №3, p.73-74.

38. Komoriya G., Thomas G. Magnetoelastic-surface waves on YIG substrate. J. Appl. Phys., V.50, №10, p.6459-6468.

39. Lewis M.F., Patterson E. Acoustic-surface-wave isolator. Appl. Phys. Lett., 1972, V.20, №8, p.276-278.

40. Volluet G. Application of magnetoelastic effects to acoustic surface wave devices. 1977 Ultrasonics Symposium Proceedings, Phoenix, IEEE 77 CH 1264-1SU, p.788-791.

41. Inaba R., Mikoshiba N. Parametric amplification of surface acoustic wave of ZnO-Ga-doped yttrium iron garnet. Appl. Phys. Lett., 1982, V.41, №1, p.25-26.

42. Наппа S.M. Magnetic field sensors based on SAW propagation in magnetic films. IEEE Trans. Ultrasonics Ferroelectrics Frequency Control, 1987, V.UFFC-34, №2, p.191-194.

43. Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е. Магнитоупругие волны в пластинах и пленках ферромагнетиков. Изв. вузов. Физика, 1988, Т.31, №11, с.6-23.

44. Бугаев А.С., Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е и др. Быстрые магнитоупругие волны в нормально намагниченной пластине феррита. ФТТ, 1981, Т.23, №9, с.2647-2652.

45. Казаков Г.Т., Тихонов В.В., Зильберман П.Е. Резонансное взаимодействие магнитодипольных и упругих волн в пластинах и пленках ЖИГ. ФТТ, 1983, Т.25, №8, с.2307-2312.

46. Бугаев А.С., Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е. и др. Фильтрация быстрых магнитоупругих волн в нормально намагниченной пластине феррита. РЭ, 1982, Т.27, №10, с.1979-1983.

47. Филимонов Ю.А. Магнитоупругое взаимодействие в тонких ферритовых слоях и слоистых структурах. Дисс. канд. физ.-мат. наук: М., 1982, 167 с.

48. Казаков Г.Т., Филимонов Ю.А. Бездиссипативный механизм фильтрации быстрых магнитоупругих волн в ферритовых структурах. Письма в ЖТФ, 1984, Т.Ю. №24, с.1482-1486.

49. Бугаев А.С., Филимонов Ю.А. Усиление быстрых магнитоупругих волн в структуре феррит-металлизированный пьезополупроводник поперечным электрическим полем. ФТП, 1984, Т.18, №9, с.1693-1696.

50. Бурлак Г.Н., Коцаренко Н.Я., Рапопорт Ю.Г. Поперечные магнитоупругие волны в ферромагнитной пластинке. УФЖ, 1985, Т.ЗО, №2, с.291-294.

51. Нечипоренко В.Н., Рапопорт Ю.Г. Затухание поперечных магнитоупругих волн в ферромагнитной пластине. Акуст. журн., 1985, Т.31, №3, с.365-368.

52. Балашова Е.В., Казаков Г.Т., Филимонов Ю.А. Влияние идеально проводящего металла на резонансное взаимодействие магнитостатических волн с объемными упругими волнами в тонкопленочной ферритовой структуре. РЭ, 1985, Т.ЗО, №10, с.1930-1935.

53. Тихонов В.В. Резонансное взаимодействие безобменных магнитостатических и упругих волн в пластинах и пленках железо-иттриевого граната. Дисс. канд. физ.-мат. наук: М., 1986, 151 с.

54. Андреев А.С., Зильберман П.Е., Кравченко В.Б. и др. Эффекты взаимодействия магнитостатических и упругих волн в структурах с касательно намагниченной пленкой железо-иттриевого граната субмикронной толщины. Письма в ЖТФ, 1984, Т.10, №2, с.90-94.

55. Андреев А.С., Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е. и др. Магнитоупругие эффекты в касательно намагниченных пленках железоиттриевого граната. РЭ, 1985, Т.10, №10, с.1992-1998.

56. Сухарев А.Г. Взаимодействие дипольно-обменных и магнитоупругих волн с электронами в слоистых ферритовых структурах. Дисс. канд. физ.-мат. наук: М., 1991, 213 с.

57. Тычинский А.В. Магнитоупругое взаимодействие в эпитаксиальной пленке железо-иттриевого граната. УФЖ, 1985, Т.ЗО, №8, с.1193-1196.

58. Ye М., Brockmayer A., Wigen Р.Е., Dotsch Н. Magnetoelastic resonances in epitaxial garnet films. J. Phys., 1988, T.49, №12, p.C8-989-C8-990.

59. Ye M., Dotsch H. Magnetoelastic instabilities in the ferrimagnetic resonance of magnetic garnet films. Phys. Rev. B, 1991-1, V.44, №17, p.9458-9466.

60. De Wames R.E., Wolfram T. Dipole-exchange spin waves in ferromagnetic films. J. Appl. Phys., 1970, V.41, N»3, p.987-992.

61. Бугаев А.С., Горский В.Б., Помялов А.В. Возбуждение упругих волн ди-польными, обменными и гибридными дипольно-обменными магнитостатическими колебаниями. ФТТ, 1990, Т.32, №9, с.2766-2773.

62. Бугаев А.С., Горский В.Б. Влияние магнитоупругого взаимодействия обменных спиновых волн на спектр магнитоакустических колебаний в пленарных структурах. ФТТ, 2002, Т.44, №4, с.724-730.

63. Бугаев А.С., Горский В.Б. Нелинейность магнитоакустических возбуждений в планарных структурах. ФТТ, 2002, Т.44, №7, с.1285-1289.

64. Gulyaev Yu.V., Temiryazev A.G., Tikhomirova M.P. at al Magnetoelastic interaction in yttrium iron garnet films with magnetic inhomogeneities through the film thickness. J. Appl. Phys., 1994, V.75, №10, p.5619-5621.

65. Зильберман П.Е., Те миря зев А.Г., Тихомирова М.П. Короткие спиновые волны обменной природы в ферритовых слоях: возбуждение, распространение и перспективы применения. УФН, 1995, Т.165, №10, с.1219-1223.

66. Попков А.Ф. Коллинеарное рассеяние спиновых волн в пластине при акустической накачке. РЭ, 1982, Т.27, №7 с. 1366-1372.

67. Медников A.M., Никитов С.А., Попков А.Ф. Рассеяние объемных магнитостатических спиновых волн на поверхностной акустической волне. ФТТ, 1982, Т.24, №10, с.3008-3013.

68. Попков А.Ф. Дифракция спиновых волн (магнитостатических) на акустической волне. ФММ, 1985, Т.59, №3, с.463-469

69. Попков А.Ф., Медведь А.В., Островская Н.В. и др. Импульсное рассеяние магнитостатических волн на поверхностной акустической волне. РЭ, Т.39, №5, с.748-757.

70. Медников A.M., Попков А.Ф., Анисимкин В.И. и др. Неупругое рассеяние поверхностной спиновой волны на поверхностной акустической волне в тонкой пленке ЖИГ. Письма в ЖЭТФ, 1981, Т.ЗЗ, №12, с.646-649.

71. Медников A.M., Попков А.Ф. Модуляция спиновых волн в пленке ЖИГ объемной акустической волной. Письма в ЖТФ, 1983, Т.9, №8, с.485-488.

72. Крышталь Р.Г., Медведь А.В., Никитин И.П. и др. Неупругое рассеяние поверхностных магнитостатических волн на акустической волне в пленке ЖИГ, обусловленное анизотропией. ЖТФ, 1986, Т.56, №9, с.1835-1837.

73. Крышталь Р.Г., Медведь А.В. Устройства обработки СВЧ-сигналов, основанные на явлении рассеяния магнитостатических волн на поверхностных акустических волнах. РЭ, 1991, Т.36, №8, с.1571-1576.

74. Туров Е.А., Шавров В.Г. Нарушенная симметрия и магнитоакустиче-ские эффекты в ферро- и антиферромагнетиках. УФН, 1983, Т.140, №3, с.429-462.

75. Ожогин В.И., Преображенский В.Л. Ангармонизм смешанных мод и гигантская акустическая нелинейность антиферромагнетиков. УФН, 1988, Т.155, №4, с.593-621.

76. Валиев Э.З. Феноменологическая теория магнитоупругого взаимодействия в инварах и элинварах. УФН, 1991, Т.161, №8, с.87-128.

77. Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Маряхин А.В. и др. Магнитостатиче-ские волны в слабо анизотропных Ga, Sc-замещенных пленках железо-иттриевого граната. РЭ, 1992, Т.37, №6, с.1086-1095.

78. De Wames R.E., Wolfram Т. Characteristics of magnetoelastic surface waves for metalized ferrite slab. J. Appl. Phys., 1970, V.41, №13, p.5243-5246.

79. Вугальтер Г.А., Гилинский И.А. Магнитостатические волны. Изв. вузов. Радиофизика, 1989, Т.32, №10, с.1187-1220.

80. Гуревич А.Г., Мелков Г.А. Магнитные колебания и волны. М.: Наука, 1994, 464 с.

81. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Теоретическая физика. В 10 т. T.IX. Статистическая физика. 4.2. Теория конденсированного состояния. М.: Наука, 1978, 448 с.

82. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. В 10 т. T.VII. Теория упругости. М.: Наука, 1987, 248 с.

83. Ахиезер А.И., Барьяхтар В.Г., Пелетминский С.В. Спиновые волны. М.: Наука, 1967, 368 с.

84. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. В 10 т. T.VIII. Элек-тординамика сплошных сред. М.: Наука, 1982, 620 с.

85. Берегов А.С., Кудинов Е.В. Магнитостатические волны в произвольно ориентированной пленке кубического ферромагнетика с наведенной анизотропией. 4.1. Получение тензора магнитной проницаемости. Электронная техника. Электроника СВЧ, 1986, №6(390), с.41-47.

86. Темирязев А.Г., Тихомирова М.П., Зильберман П.Е. Частотная зависимость ширины линии ФМР в Са,5с-замещенных пленках ЖИГ с малой намагниченностью. Письма в ЖТФ, 1993, Т.19, №19, с.75-79.

87. Kazakov G.T., Maryachin A.V., Sucharev A.G. et al Magnetoelastic interaction in Ga,Sc-sustituted YIG films. Proc. "II ISWASS'89 and Acoustoelectronics", Varna (Bulgaria), 1989, p.202-203.

88. Damon R.W., Eshbach J.R. Magnetostatic modes of a ferromagnetic slab. J. Phys. Chem. Solids, 1961, V.19, №3/4, p.308-320.

89. Викторов И.А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах. М.: Наука, 1981, 288 с.

90. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Теоретическая физика. В 10 т. Т.Х. Физическая кинетика. М.: Наука, 1979, 528 с.

91. Бугаев А.С., Галкин О.Л., Гуляев Ю.В. и др. Увлечение электронов маг-нитостатической волной в слоистой структуре феррит-металл.

92. Гречушкин К.В., Прокушкин В.Н., Стальмахов B.C. Потери магнитостатических волн в слоистых структурах. Изв. вузов. Радиоэлектроника, 1986, Т.29, №8, с.75-77.

93. Веселов А.Г., Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т. и др. Поверхностные магнито-статические волны в металлизированных пленках железоиттриевого граната. РЭ, 1994, Т.39, №12, с.2067-2074.

94. Кмита A.M., Медведь А.В., Мушкаренко Ю.А. и др. Метод исследования акустоэлектронного взаимодействия в монолитных слоистых структурах. Акуст. журн., 1976, Т.22, №2, С.299-300.

95. Зильберман П.Е., Куликов В.М., Тихонов В.В. и др. Нелинейные эффекты при распространении поверхностных магнитостатических волн в пленках железо-иттриевого граната в слабых магнитных полях. ЖЭТФ, 1991, Т.99, №5, с.1566-1577.

96. Hillebrands В. Calculation of spin waves in multilayered structures including interface anisotropics and exchange contributions. Phys. Rev. B, 1988, V.37, №16, p.9885-9888.

97. Куликов B.M. Распространение магнитостатических волн в пленках железоиттриевого граната в слабых магнитных полях. Автореф. дисс. канд. физ.-мат. наук: М., 1991, 24 с.

98. Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Маряхин А.В. и др. Объемные магнитоста-тические волны в обменно-связанных ферритовых пленках ЖТФ, 1998, Т.68, №7, с.97-110.

99. Suhl Н. The theory of ferromagnetic resonance at high signal powers. J. Phys. Chem. Solids., 1957, V.l, p.209-227.

100. Мелков Г.А., Шолом С.В. Параметрическое возбуждение спиновых волн локальной накачкой. ФТТ, 1987, Т.29, №11, с.3257-3261.

101. Дудко Г.М. Эффекты самовоздействия магнитостатических волн в ферромагнитных пленках. Дисс. канд. физ.-мат. наук: Саратов, 2002, 150 с.

102. Бломберген Н., Уанг С. Явления релаксации при парамагнитном и ферромагнитном резонансе, в сб. Ферриты в нелинейных сверхчастотных устройствах под ред. А.Г. Гуревича. М.: ИЛ, 1961, с.126-162.

103. Schulz М. Spin-wave correlator. J. Appl. Phys, 1972, V.43, №11, p.4752-4755.

104. Barak J., Lachish U. Study of the exitation of magnetostatic modes in yttrium-iron-garnet films by a microstrip line. J. Appl. Phys., 1989, V.65, №4, p.1652-1658.

105. Robbins W.P. Approximate theory of magnetoelastic surfase-wave convolution. J. Appl. Phys., 1978, V.49, №5, p.2684-2688.

106. Казаков Г.Т., Кожевников А.В., Филимонов Ю.А. Влияние параметрически возбужденных спиновых волн на дисперсию и затухание поверхностных магнитостатических волн в ферритовых пленках. ЖЭТФ, 1999, Т.115, №1, с.1-15.

107. Есиков О.С., Толокнов Н.А., Фетисов Ю.К. Нелинейные эффекты на поверхностных магнитостатических волнах в пластинке феррита ИЖГ. Тез. докл. V Международной конференции по гиромагнитной электронике и электродинамике. М.: 1980, Т.1, с.58-60.

108. Чуркин В.И., Шильников Ю.Р., Челищев Н.Н. Время возбуждения спиновых волн для нелинейных процессов первого и второго порядков ФТТ. 1968, Т.10, №6, с.1876-1878.

109. Auld В.A., Matthews Н. Parametric traveling-wave acoustic amplification in ferromagnets. J. Appl. Phys., 1965, V.36, №11, p.3599-3605.