Влияние межслойного обменного взаимодействия и анизотропии на распространение магнитостатических волн в слоистых ферритовых структурах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

V 1

и м

mk

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОСКОМИТЕТ РФ па (ЮСПШ 05РЙ303ЙШШ

Ha правах рукописи

Высоцкий Сергей Львович

ВЛИЯНИЕ ЙЕЗСЛ0ПН0Г0 ОБМЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И АНИЗОТРОПИИ НЙ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЫАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ ВОЙН В СЛОИСТЫХ ФЕРРНТОШ СТРУКТУРАХ.

Специальность : 01,04.03. - Радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Саратов 1394

- г -

Работа выполнена в Саратовской филиале Института радиотехники и электроники РйН

Научный руководитель - кандидат физико-математических наук

Филимонов ifl.fl.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Стальмахов A.B.

кандидат Физико-математических наук Сараевский К).П.

Ведущая организация - Московский физико-технический институт

Защита диссертации состоится '^".ШРАЗ-— 1994г.в часов на заседании специализированного совета £ 063.74,01 Саратовского государственного университета по адресу: 410600,г.Саратов,ул.Астраханская.83.

С диссертацией поено ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разосгн " "___________ 1994 г.

Учений секретарь специализированного совета кандидат физ.-мат. наук

В.М.Аникин

- 3 -

05ЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность тема, Интерес к исследованиям магнитостатических юлн (.ЛСВ) в слоистых верритовых структурах они ловлен возмок-юстью расширения Функциональных возмовностей и улучшения пара-1етров планарных устройств обработки информации в диапазоне СВЧ : реальном масштабе времени. В них свойства МСВ определяются как 1араметрами слоев намагниченность 41*,Мв, толцина <1, обменная ;есткость А. константы поверхностной К5 и объемной, н-иример, :уб"ческой анизотропии и т.д.). так и дипольним и обменным заимодействием меаду слоями. Однако, до сих пор эффекты влияния ¡еяслойного обмена и анизотропии (как поверхностной , так и объ-мной) на характеристики МСВ в слоистых структурах практически :е исследованы. Меяду тем,менслойный обмен участвует в форыиро-ании единого для структуры спектра СВР и, наряду с поверхностей анизотропией, определяет эффективность гибридизации диполь-ых и обменных волн в структуре С 1.21. В этой связи основная асть работы посвящена обнаружению и исследованию влияния межс-ойного обмена и анизотропии на распространение ЫСВ в слоистых ерритовых структурах.

Другое направление, которое развивается в данной работе -сследование распространения МСВ в слоистых структурах .содеряа-их слои металла или полупроводника, которые еще более расширяют озмозности управления дисперсией и затуханием МСВ за счет под-ора параметров проводящего слоя [3,41, а такие позволяют выяв-ять особенности распространения МСВ в самих ферритовых структу-ах [51.

Цель настоящей работы состоит в исследовании:

обменных параметров пленок Са^с-замещенного аелезо-нгтриевого раната (Са,5с:8Ш");

влияния мехслсйного обмена и анизотропии на распространение МСВ в слоистых ферритовых структурах на основе пленок Са5с:ВЙГ; особенностей эффектов электронного поглощения и увлечения электронов в феррит-полупроводниковых структурах на оснозе многослойных ферритовых и проводяцих компонент, а такае проведении прикладных исследований с целью сознания новых устройств и методов диагностики параметров структур.

Научная новизна работы заключается в следувдеы:

1. П;; сг-^ено детальное исследование обменных параметров олзосз-

«изотропных пленок Ga,Sc:El!r и особенностей распространения МС d таких пленках:

2.В двухслойных ферритовых структурах обнаружены коллективны дипольно-обненные КСВ,исследованы законы дисперсии и частотны зависимости декрементов НОВ на частотах их образования, выявлен эффекты влияния меаслойного обмена на характеристики МСВ;

3.Исследовано влияние анизотропии и направления подмагничива ния на распространенно МСВ в двухслойных оерритових структурах;

4.Исследована трансформация дисперсии и затухания поверхност ных распространявшихся и нераспространяиндася МСВ в кеталлизиро ванных пленках ЕИГ в зависикости от толщины металла.

П диссертации на защиту выносятся следугщис научные полссеиня:

1) величина постоянной неоднородного обмена пленок состав (Y3 >iFe4_y Sc^KFe^ Gax)Otl (y=0.2-0.3, x=0.9-l.l,y<x) может н порядок лревызать значение этого параметра в чистом ВИГ;

2) в ферритовой структуре с двумя обменио-связанными слоям потери магнитостатических волн на распространение в слое с боль sua эначен"?н эффективного магнитного поля иогут ¡¡неть максимум на частотах спин-волнового резонанса как самого этого слоя, та и контактирувцего с нии. Величина возрастания потерь и частотны интервал иоаду иаксикуиаыи осциллируют при изменении поля под кагничивания из-за "расталкивания" мод СВР отдельных слоев в об ласти частот вырокдения их спектров СВР;

3) величина "расталкивания" йод СВР пленок на частотах вырез дения спектров, существенно зависит от соотношения констант об менной.связи fls и поверхностной анизотропии Ks на некслойной гр кице: кашшук достигается при условии й5>>К$ .минимум - в случ Ks»fts;

4) в ферритовой структуре с двумя кубически анизотропными пле каии. намагниченной под углоы к нориали. в спектре частот МСВ с чествует полоса непропускэния сигнала, обусловленная расталкиЕа ем спектров МСВ с взаимообратным характером дисперсии. Ни.лна п лоси непропускания зависит от взаимной ориентации эквивалентных кристаллографических осей пленок в плоскости структуры;

5) дисперсионные кривые ПМСВ в структурах феррит - металл с точностьв не хуге 102 соответствуют дисперсии лиоо свободной либо металлизированной пленки ЕИГ.и принадлекат разным дисперси онныи поверхностям в пространстве iu,q",q'>.

Практическая ценность работа заключается в следущем;

- определены обменные параметры пленок состава

}[Ре2.у 5су КРе3.к Са*)0Л (у<0.3;х<1.1 ;у<х):

- выявлены особенности форкироэания йЧХ пакета типа линии задер-яки на основе слабоанизотропных пленок ба.Бс'.КИГ;

- изучены возммности управления характеристиками МСВ в двухслойной ферритовой структуры на основе кубически анизотропных пг нок как за счет выбора величины и направления поля подмаг-ничивания, так и путем подбора соответствующей ориентации эквивалентных кристаллографических осей пленок относительно друг друга и поля подмагничиваниа;

- показано, что в тонкопленочных структурах на основе многослойных пленок интервал частот.где оказывается возмояной эффективная гибридизация МСВ с модами Лэыба структуры,кокет быть получен объединением соответствующих интервалов частот пленок,входящих в состав структуры;

- изучены возмояности управления дисперсией и затуханием поверхностных МСВ в металлизированных пленках ЯИГ путем изменения толщины металла;

- предлояены и защищены авторскими свидетельствами способ измерения затухания МПВ, способ повышения чувствительности феррит-полупроводникового детектора, многоканальный фильтр СВЧ.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Всесоюзных семинарах "Спин-волновая электроника СВЧ" (Саратов, 1982; Львов,1989; Звенигород.1391; Саратов.1993), II Всесовзной ико-ле-семикаре "Взаимодействие электромагнитных волн с полупроводниками и полупроводниково-диэлкктрическими структурами" с Саратов,1988); Семинаре по спиновым волнам (Санкт-Петербург, 1994), на семинарах ИРЗ РАН. СФ ИРЗ РйН, СГУ. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 печатных работ, получена 3 авторских свидетельства,

В указанных работах Высоцким С.Л. были сконструированы лабораторные макеты, проведены основные экспериментальные исследования. Совместно с соавторами сфор«ул;юваны и численно исследованы теоретические модели, поставлены реиаемие задачи и интерпретированы полученные результаты.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения. вести разделов, заключения и списка литературы, включавшего

128 наименований. Работа изложена на 193 страницах машинописного текста, содержит 55 рисунков,4 таблицы,2 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРВАНКЕ ДИССЕРТАЦИЙ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели исследования, научная новизна работы, а такяе научные положения,выносимые на зааиту.

Первый раздел посвачен обзору теоретических и экспериментальных исследований по теме диссертации, В подразделе 1,1 кратко рассмотрены свойства НСВ и обменных волн. Отмечено, что их гибрг-изация в одиночных пленках приводит к возникновению на частотах спин-волнового резонанса 1СВР) пленки осцилляций затухания и аномальных участков дисперсии НСВ.В обменно-свазанных структурах волноводноэ распространение когерентных спиновых волн изучалось только теоретически П.2]. а экспериментально исследовалось распространение либо чисто дипольных, либо чисто обменных волн.Во втором подразделе отмечено,что влияние анизотропии на ,распростра .»зние ИСВ в слоистых структурах экспериментально практически не изучалось, хотя для одиночных пленок учет влияния анизотропии необходим не только для полноты описания характеристик ЙСВ . но и влияет на условия существования волн Ш. В подразделе 1.3 описано распространение НСВ в структурах феррит-проводя-еий слой. Оск.вное внимание уделяется эффекту "увлечения" электронов в структуре ферритгполупроводннк и обсуждении характеристик КСВ в структуре феррит - металл.

Второе раздел диссертации посвяцен исследования обменных параметров эпитаксиальных пленок Ga.Sc - замененного Ш* состава (У, )0Ц ,х<0.35,у<1.1,у<х. В подразделе 2.1

приведены обчке сведения о влиянии • диамагнитного замещения на параметры двухподреветочного феррита, ограниченные рамками Нее-левской теории ферримагнетизма. В подразделе 2.2 изложена примененная методика экспериментального определения обменной весткпг-ти и постоянной неоднородного обмена в пленках, основанная на отождествлении чз'-ст СВР структуры с частотами, на которых в ЙЧХ макета типа линии задервки существует "обменные минимумы" или участки "замирания интерференции" [71. В подразделе 2.3 показано,что полученные значения параметров й и хороао согласуются с результатами расчета обменной жесткости для исследованных пленок.

Табл.1

X 5 4аНв (о'У 4*М, расч. Арасч. ¿рас КГс*1 (1,ККИ н«,з

/0 0 1750 3,85 3.97 1772 6,5 3,5 4.5 -43

0,2 0,65 800 1,22 6 819 1,81 8,5 17 -17

0,15 0.7 700 1,45 9,4 701 1,84 11.8 4.06 -1!

0.1Э 0,9 430 1,29 22 443 1,46 23.5 20.2 -12

Третий раздел описывает особенности распространения МСВ в

двухслойных структурах, возникающие при налички кехсдоПного обменного взаимодействия.характеризуемого параметром й5. Отмечается. что в этом случае речь должна идти, по существу, о коллективных дипольно-обменных волнах, в дисперсии и затухании которых следует ояидать результатов гибридизации, вполне аналогичных случаю одиночных пленок. В подразделе 3.1 проводится анализ результатов экспериментальных исследований распространения МСВ в контактных (подраздел 3,1.1) и монолитных (подраздел 3,1.2) структурах. В случае контактных структур,содержащих имплантированные пленки,Удалось наблюдать осцилляции потерь МСВ, обусловленные диподьнын взаимодействием.В монолитных структурах (см.табл.2) 'эффекта гибридизации дипольных и обменных волн были обнарукены для всех основных типов МСВ - 1ШСВ, обратных объемных (ООМСВ), прямых объемных (ПОНСВ).На рис.1 показан участок ЙЧХ. соответствующий слои 1630 Гс структуры N1 при возбуадении в ней ПМСВ (Но=710 Э),содержащий участки возрастания потерь на частотах СВР как самого этого слоя, так и второго слоя, которые обоз-

В подразделе 3.2 показано, что основной вклад в возникнс вение указанных особенностей в йЧХ дает закрепление спинов н кеяслойнсй границе.обусловленное как поверхностной анизотропие так и мевслойнам обменом.В случае нормальной поверхностной ани зотропии граничные условна для касательно намагниченной (по ос

Oz) структуры имеет вид (1,21:

------Л<

Поскольку вклады поверхностной анизотропии и меяслойного обме на в (1) аддитивны, то при условии й,<<Кь состояние поверхност кик спинов определяется поверхностной анизотропией ,и спектр СВ структуры соответствует налояению частот СВР изолированных ело ев. Наобсрс , при условии А& >КЬ состояние спинов на межслойно границе и спектр СВР будут определяться с учетом обменной связ! слоев, й последнем случае в спектре СВР касательно намагниченно! структуры, составленной из пленок с различными параметрами, npi •изм£ -знай поля Н, должны проявляться эффекты снятия выроядени: частот СВР изолированных слоев ("расталкивание" мод СВР обмен-но-связашшх пленок) [1.21, Для параметров эксперимента .соответствующих рис.1.рассчитано изменение частот СВР 1-го и 2-г< слоев с номерами п-20 и п~1б4 при значениях параметра &6 =( (пунктир) и й5 =0.01 зрг/саг(ошшкие линии) в зависимости о-, поля Нс (рис.2).Видно.что учет мекслойного обмена приводит к рас талкиваниа частот СВР. В подразделе 3.3 описано проявление эффекта расталкивания обменных минимумов в ЙЧХ макета -см. вставку к рис.1, где показана трансформация выделенного стрелками участ-

950 МГц

50 МГц

ттттп

\

690

Рис.2 720 Н,,3

Н - 42 3

О

49 3 55 3 Рис.3

ка АЧХ при изменении Нв.Наблюдаемое при зтон изменение глубины обменных минимумов интерпретируется как следствие осцилляций динамического закрепления спинов,вызванного обменной свззьа, так как в соответствии с видом (1) этот вклад зависит от соотноыения углов прецессии намагниченностей в слоях и,поэтому.изменяется при изменении Н0. В подразделе 3.3.2 показано, что при этом динамическое закрепление спинов минимально на частотах вырождения их спектров СВР. Обнаручено.что з ДЧХ при распространении ПМСВ в двухслойной структуре с нормальной одноосной поверхностной анизотропией,намагниченной касательно в поле Нв«п1п(4яМе, указанные осцилляции динамического закрепления спинов могут приводить в некотором частотном интервале к удвоения числа обменных минимумов - рис.3. В подразделе '3,4 показано соответствие экспериментальных данных с результатами численного моделирования АЧХ а случае учета кезслойкого обменного взаимодействия.

Четвертый раздел содержит результаты экспериментальных исследований влияния кристаллографической анизотропии на распространение МСВ з слоистых структурах на основе Ga.Sc:¡ЛИГ.

В подразделе 4.1 исследованы особенности формирования АЧХ и влияние анизотропии на дисперсионные зависимости "СВ в Ga.Sc:ИГ в области низких (<1 ГГц) частот. На примере пленки с нормальной одноосной анизотропией типа "трудная ось" проведено детальное сопоставление измеренных и рассчитанных дисперсионных зависимостей для основных типов МСВ.Показано,что несмотря на малые величины полей анизотро1..:и (см.табл.1 ),их учет необходим,т.к. из-за снинения частота возбукдениа Г величина 0тн0'"5ния Га/С. где Га-частота,определяемая полями анизотропии (в случае кубически анизотропной пленки Га=у!К,/¡у.), характеризующего влияние анизотропии, оказывается того зе порядка, что и для чистого ЙИГ на частотах 1">3 ГГц. В АЧХ макета типа линии задернки с касателььо намагниченной пленкой при возбуадеиии ПМСВ С О О Ц С В1 обнаружено появление дополнительной области прохождения сигнала но частотах ООМСВ (ПМСВ). возникаацеЯ из-за резонансного возбуждения образца полем полоскового преобразователя. Показано, что влияние анизотропии на формирование указанных дополнительных областей прохождения сигнала в рассмотренном случае пренебрежимо мало. 3 подразделе 4.2 рассмотрено влияние анизотропии и направления под-магничквания на характеристики МСВ в двухслойных монолитных (подраздел 4.2.1) и контактных (4.2.2) структурах. Основное вни-

мание уделяется случаю, когда частотные области существовав КСВ в иэолирозанных слоях перекрываются - пленочные волновод являются связанными. Подбором величин« и направления намагничи вания удается сформировать такие условия распространения , когд волноводы поддернивают в заданном частотном интервале МСВ с вза имообратным характером дисперсии. При этом в местах пересечени дисперсионных'' кривых формируются области непропускания сигнала вызванные расталкиванием .лектров, Ширина полосы непропускани зависит от взаимной' ориентации эквивалентных кристаллографичес них осей пленок в плоскости структуры.

В подразделе 4,3 рассмотрено распространение МСВ в двухслойных структурах в слабых намагничивающих полях Н0. В подразделе 4.3.1 обращается внимание на рост эффективности взаимодействия МСВ с модами Лэмба структуры ЖИГ-ГГГ в слабых лодмагничиваюцих полях. Проведен анализ эффективности гибридизации мод Лэмба и основных типов МСВ в тонкппярнлчнмх структурах. На примере ПОМСпоказано .что в двухслойных зпитаксиальных ферритових структурах область частот эффективной гибридизации МСВ с йодами Пэыбз структуры получается объединением соответствую««;. областей изолированных пленок, входящих в состао структур«, В подразделе 4.3.2, рассмотрено влияние неколлинеарности основного состояния структуры при слабом подмагничивании, проявляющееся в .несовпадении направлений равновесных намагниченностей в слоях, на эффекты гибридизации дипольных и обменных волн в обменно связанных пленках. Поскольку энергия меяслойного обмена, определяется как И-й$ где в,(1 -углы, определяющие ориентацию

равновесных намагниченностей ¡Г», и в слоях, можно ожидать уменьаения относительного вклада меаслойного обмена в энергетический баланс структуры. Указанный эффект анализируется на при-

- И -

мере двухслойной структуры,помеченной в "слабое" магнитное пола Н0< пах (4хНЛ,4хКс1), направленное под небольскм углом к нормали пленки. Показано, что дане при разориентации намагннчекностеЛ в слоях 60* существенного ослабления эффективности обменной связи пленок не происходит,поскольку в геометрии .близкой к случаю ПОКСВ,удается экспериментально наблюдать эффекты расталкивания мод СВР на характеристики КС8.

В пятом разделе приведены результаты экспериментальных исследований распространения МСВ в структурах Ж - проводяаи.й слой. В подразделе 5,1 экспериментально исследована трансформация характеристик распространения ПМС8 в процессе постепенной металлизации пленки, реализованной с помощью вакуумного напыления. Анализ поведения волн ведется с учетом возможного взаимного преобразования распространяющихся и »«распространяющихся волн, поддерживаемых касательно намагниченной Ферритовой пленкой [0].Показано, что дисперсионные кривые распространяющихся (д"< 1/Зч') ПНСВ с точностью не хуне 10 У. соответству-

ют дисперсии либо свободной, либо металлизированной пленки и принадлежат разным дисперсионным поверхностям в пространстве Си.Ч'.Ч")- рис.5. В подразделе 5.2.1 описан эффект увлечения электронов в структуре полупроводник - обменно-связанные ферри-товые пленки. Показано, что ка частотах установления СВР в структуре ЭДС увлечения осциллирует, имея минимумы. В подразделе 5.2.2 обсундается влияние топологии слоя полупроводника на величину ЭДС увлечения. &.мечено, что влияние круговых токов в "толстых" полупроводниках C2qb>t), вызванных неодк ¡родным распределением полей " ЙСВ по толщине полупроводника Ь, монно устранить, сделав полупроводник слоистым так. чтобы какдий - слой оставался "тонким" (2чЬ<1).

В вестом ¡"..дале описаны возможные практические применения полученных научных результатов. В разделе 6.1 представлен способ измерения затухания МСВ и контроля диссипативных параметров ферритовой структуры. Использован полупроводниковый датчик, который расположен на некотором расстоянии I от входной антенны. Сигнал ЭДС I) с полупроводника связан с мощностью МСВ, излученной входной антенной Р„ : Р0-ехр(-2ч"и, где Б-Вольт-Ваттная чувствительность феррит-полупроводникового датчика. Яеняя расстояние л 1. по изменению ЗДС можно определить пространственный декремент МСВ: а": дй/(8.68 д1). где дЙ - разность уров^чй ЭДС в

дБ. В разделе 6.2 описана конструкция высокочувствительного сер рит-полупроводникового детектора, где полупроводниковая компоне та выполнена в виде нескольких полос, размещенных на поверхност феррита по направлению распространения МСВ на равном расстояни от входной антенны и соединенных последовательно. В разделах б. и 6.4 описаны устройства, содержащие поглоцанцие резистивны пленки, обеспечивающие поглощение -500 дБ/см; эффективные пле ночные поглотители. МСВ и многоканальный полоснопропускаюцш фильтр СВЧ на магнитоупругих волнах.

' ВЫВОДЫ.

1.В пленках состава {У3>[Реа.ы $СуКРе3.х Саж1012 ,у<0.35, х<1,1,у<х изучена зависимость обменной жесткости и постоянно! неоднородного обмена от степеней замещения.Показано, что в Т1 время,как обменная яесткость уменьшается,достигая при у--0,24 х-0,96 значений в пять раз меньших,чем в чистом ИГ,постоянна! неоднороднг о обмена возрастает и достигает величины,на порядш большей,чем в чистом ИГ,что обусловлено более быстрым уменьшением намагниченности по сравнению с обменной кесткостью б процессе диамагнитного замецения.

".Обнаружены коллективные дипсльно-обменные !,!СВ з двухслойны} ферритовых .структурах.образованных слоями с различными намагни-ченностяыи насыщения в случае.когда формирование единого спектре спин-волновых возбуждений происходит под влиянием как дальнодей-ствумцега дипольного,так и короткодействующего обменного взаимодействия слоев,Потери на распространение и дисперсионная крива* МСВ слоя с большим значением эффективного магнитного поля кпгу1 иметь особенности в виде участков возрастания потерь и участкоЕ аномальной дисперсии,соответственно,на частотах СВР как самогс этого слоя,так и слоя с меньшим значением эффективного магнитного поля,Величина роста потерь и степень исканения дисперсионной кривой существенно определяется отношением энергии на мекпленоч-ной границе к объемной обменной энергии.

3.Спектр СВР двухслойной ферритовой структуры существенно определяется соотношение« констант поверхностной анизотропии К4 и обменной связи слоев на некплекочной границе: при условия К&>> Д^ полоаения частот СВР структуры отвечают наложению спектров изолированных пленок: при К5< пленки оказываются "связанными",и в формировании спектра участвуют оба слоя одновременно.

4.Исследовано влияние эффекта снятия выроадения частот мод СВР изолированных слоев под влиянием обменного взаимодействия слоев (эффекта "расталкивания" мод СВР обменно-связанных плзнок) на характеристики распространяющихся дипольно-обменных МСВ в двухслойной структуре. Показано,что в структурах на основе пленок с различными параметрами из-за случайного характера варозде-ния 'мод СВР как частотный интервал мвяду обменными минимумами в частотной зависимости затухания МСВ .так и глубина самих минимумов осциллируют с изменением магнитного поля.Причиной этого являются вызванные обменной связьи слоев осцилляции динамического закрепления спинов на ыезслойной границе,которое минимально на частотах выроядения спектров СВР изолированных слоев. В спектре частот ПМСЗ двухслойной структуры с нормальной одноосной поверхностной анизотропией, намагниченной касательно 8 поле Н0<<га 1 пС4г».МС),4лИвг) указанные осцилляции динамического закрепления спинов на мекслойной границе ногут приводить в некотором частотном интервале к удвоению числа обменных минимумов.

5. Исследовано влияние анизотропии на дисперсии основных типов МСВ в слабоанизотропных пленках Са^с-замеценного 2ИГ и формирование ЯЧХ макета типа линии задераки с такими пленками в области частот <1 ГГц. Установлено, что, несмотря на малую величину К, и Кр пленок Са.БсгЗИГ, их учет необходим при проведении сопоставления рассчитанных и изморенных дисперсионных зависимостей. Обнаружено, что в йЧХ макета типа линии задержки с касательно намагниченной пленкой одновременно с прохоя; ниен основного сигнала ПМСВ (ООМСВ) наблюдается дополнительная область прохождения сигнала на частотах 00МСЗ (ПМСВ).возникающая из-за резонансного возбуждения образца полем полоскового преобразователя.

6. В ферритовой структуре с двумя кубически анизотропными пленками. намагниченной под углом к нормали, в спектре частот МСВ с волновым вектором, направленным вдоль проекции поля Н0, существует полоса непропускания сигнала, обусловленная расталкиванием спектров МСВ с взаимообратным характером дисперсии. ¡Зирика полосы непропускания зависит от взаимной ориентации эквивалентных кристаллографических осей пленок з плоскости структуры.

7. Показано, что в двухслойных эпитаксиальных ферритовых структурах область частот эффективной гибридизации МСВ с модани Лзмба структура получается объединением соответстврцих областей изолированных пленок .входящих в состав структуры. Прг-еден ана-

лиэ эффективности гибридизации мод Лэыба и основных типов ЫСВ -ПИСВ, ПОНСВ, ООНСВ в тонкопленочных структурах.

8. На примере двухслойной структуры,помещенной в "слабое" магнитное поле Нв<аах(4*К„,4и.Мп), направленное под небольшим углом к нормали пленки, исследовано влияние неколлинеарности основного состояния структ"пы на гибридизацию, дипольных и обменных волн. Показано, что, несмотря на существование значительной (до 60е) разориентации намагниченностейв слоях, существенного ослабления эффективности обменной связи пленок не происходит. Обнаружено, что изменение степени разориентации намагниченностей в слоях в зависимости от поля Нв позволяет наблюдать в геометрии, близкой к случаю ПОМСВ, влияние эффектов расталкивания мод С&Р пленок на характеристики МСВ.

9. Экслег <ентально и численно исследована трансформация дисперсии и затухания поверхностных волн Дэймона-Зшбаха в пленках ВИГ в процессе напыления на поверхность пленки слоя металла толщиной I. Показано, что по мере увеличения I и перехода от свободой пленки к металлизированной в интервале значений Ц в спектре передачи ПМСВ возникает область частот непропускания сигнала, где волновые числа ПМСВ соответствуют нераспространяю-щимся волнам (ч'<д").При значениях Ъ, и 1>14 дисперсия ПМСВ в пределах 10% отвечает, соответственно, либо свободной,либо металлизированной пленкам и характеризуется потерями q"< ч'/З. Показано, что в пространстве Си^'^"), дисперсионные кривые ПМСВ для свободной и металлизированной пленок лежат на разных дисперсионных поверхностях. Показана возможность достижения за счет металлизации пленок 8ИГ рекордных величин пространственного декремента ПМСВ-500 дБ/см.

10.Установлено, что в структурах феррит-полупроводник ЗДС увлечения осциллирует в пределах спектра возбуждения НСВ на частотах образования дипольно-обменных волн,имея минимумы. Показано,что в области частот, отвечающей налокению спектров СВР пленок,как глубина обменных минимумов ЗДС,так и частотный интервал мекду ними осциллируют, что обусловлено влиянием эффекта "расталкивания" мод СВР пленок на частотах их вирондения. Показано, что эффект увлечения позволяет с высокой точностью измерять величину пространственного декремента МСВ в структуре. Показано, что выбором топологии полупроводникового слоя можно существенно изменить величину Вольт-Ваттной чувствительности феррит-полупрг,-

водникового детектора.

11.На основе исследований. проведенных в дают.1 работа, разработаны способ измерения затуханиз ЕСВ и дассипатиэншс параметров ферритовых структур, высокочувствительный феррит полупроводниковый детектор, эффективная поглотитель НСВ на основе проводящих пленок, многоканальный фильтр СВЧ на основе эффектов распространения магнитоупругих волн в ферритовах металлизированных структурах .

ЛИТЕРАТУРА

1.Uayhlnger К., КгопвиПег К. Spin uave theory of exchange-co-upidd ferrosaenetlc nultllayers//!.Jfag.Kaa.Kat.-tS83.-w.72.-P.307-314.

2.B.Hlllebrands. Calculation of spin uaves Irt nalttlayereif structures Including Interface anfsotropies ondt exchange contributions.//Phys.Rev.B. -1388.-0.37.-fU5.-P.9885-3885. '

3.De Haaes R.E..Holfraa T..Characteristics of Kagnetostatlc Sir-face Haves for a Metalized Ferrite SIab//3.Appl.Phys.,1370. U.41, N13, P.5243-5248.

4.Гуляев В.В., Зильберман П.Е. Взаимодействие СВЧ спиновых воли

и электронов в слоистых структурах полупроводник феррит // РЗ. . - 1978.- Т.23, И С.897-917.

5.Казаков Г.Т., Сухарев А.Г.. Филимонов Я.Д. Радиационные обменные потери поверхностных магкитоетатичееких волк Дзймояа-Звба-ха в пленках яелезо-иттриевого граната //СТ7.-1933.-Т.32.-КЛ2. -С.3571-3578.

J.8,A.Kallnlkos,N.U.Kozhus,M.P.Kostylev.ft.R.Sla7fn.Tfie dfpale-exchange spln-uave spectrua for anisotropic ferjrosagnettc ftlas ulth ulxed exchanee boundary condltlons//3.Phys*.Ccr,dens.Matter.-1390.-Uol .2.-P. 3861-9877.. '.Темирязев А.Г.Распространение магнктостатнчзских взгл в плесках аелезо-иттриевого граната микронных к суймнхрсииих толвдк.йзта-реф. дисс.к.ф.-м.к. Й.-1337.-19С. I.Зильберман П.Е., ЛуговскоЯ fl.B. Нагнятостатическка вазбувдения в тонких ферритовых пленках // STO. - 1937.-Т.57, 3.4.- С..3-1?. Список опубликованиях работ по теие йяссертгцкк,

I.Высоцкий С.Л. .Казаков Г.Т..Сухарев ь.Г.,С:«,'!асяс8 5Г.Я. »Гнездование эффекта генерации статической ЗДС бегдцкия повврх-юстными магнитостатическими волнами в тонкоттеночкой сгрукту:-

ре Еелезо-иттриевый гранат-n-InSb //РЗ.-1986.-Т.31.- N.2-C.411 -413.

2. Высоцкий C.fl. ,Т?ац Н.Л,,Каряхин й.В. ,Б.П.Нам.Сухарев Й.Г.Де й. С. Исследование распространения МСВ и механизмов наведения ЭДС в многослойной Ферритовой структуре //Тезисы докладов региональной конференции "Спин-волновне явления элект роникя СВЧ"Краснодар.-1987 -С.135-195.

о. Высоцкий С.Л...Сухарев Д.Г..Филимонов Ю.Й,,Хе Й.С. Спиновые волны в структуре с двумя обменно-связанныки пленками 5ИГ // Тезисы докладов IU Всесоюзной школы-семинара "Спин-волновая электроника СВЧ"- Львов.-1989.-С.135.

4.Высоцкий С.Л...Сухарев й.Г..Филимонов ЕЗ.Й.Де Й.С. Спиновые волны в структуре с двумя обменно-связанными пленками 8ИГ // Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума ФйК.Красноярск-1989.-С. 185. »

5. Высоцкий С.Л..Казаков Г.Т..Филимонов М.,Веин И.В.Де Й.С.'Иагнитостатические волны в косонамагниченной структуре с двумя ферритовыми слоями ориентации (111). //РЭ.-1990.-Т.35.-Ü.5 -С.959-965.

6.Высоцкий С.Л..Маряхин Й.В.Де Й.С. ИСЙ двухслойной структуры в слабых полях подмагничивания //Тезисы докладов 0 Всесоюзной аколы-сешшара "Спин-волновая электроника СВЧ". Москва.-1991.-С,91 -92.

7. Высоцкий С.Л..Казаков Г.Т..Каряхин й.В.,Б.П.Нам,Сухарев й. Г,.Филимонов В.й. Взаимодействие дипольных и обменных' волн в слоистых ферритовых структурах // Тезисы докладов Ü Всесоюзной вколы-семинара "Спин-волновая электроника СВЧ". Москва.-1S91.-C.85 -86.

8. Высоцкий С.Л.,Казаков Г.Т.,Иаряхин fi. В..Нам Б.П..Сухарев А.Г..Филимонов S.A. Обменная кесткость и постоянная неоднородного обмена в .ленках Ga.Sc-замеценного ВИГ // Тезисы докладов (J Всесоюзной вкола-семкнара "Спин-волновая электроника СВЧ" Косква.-1991.-С. 173-174.

S. Высоцйий С. Л.,Казаков Г.Т..Наряхин Й.В.,Нам 5.П.. Сухарев А.Г..Филимонов D,fi.,Xe Й.С. Магнитостатические волны в слабо^анизотропных Ga, Sc-замеценных пленках Siif // РЗ.-1392.-Т.37.-N.б.-С.1086-1095.

10. Высоцкий С.Л..Казаков Г.Т..Каряхин Й.В..Нам 5.П..Сухарев Я.Г..Филимонов Ю.й. Обменная жесткость и постоянная непднпрод-

ного обмена в пленках Ga.Sc-заыеценного зелезо-иттриевого граната //OTT.-1392-Т. 34.-fi. 5-С, 1376-1333.

11. Высоцкий С.Л.,Казаков Г.Т..Маряхин П.В..Нам ...Я. .Сухарев ft.Г. .Филимонов Й.Й.Де ft.С.'Резонансное взаимодействие нагни-тостатических (МСВ) и обменных волн в структуре с двумя обмен-но-связанними ферритовыми пленками 7/Письма в 2T5,1933.B.il,С. 65-69.

12. Высоцкий С.Л.,Казаков Г.Т.,Кац М.Л..Силиконов В.й. Влияние "(крепления поверхностных спинов на спектр спин-волнового резонанса структуры с двумя обменно-связанкыми пленками // OTT.-1993 -Т.35.-N.5-C.1131-1200.

¡3. Высоцкий С. Л.,Казаков Г. Т.,Маряхин A.B. .Филимонов i3.fi.. Хе A.C. Влияние обменной связи слоев ка распространение маг-нитостатических волн в касательно намагниченной структуре из различных магнитных_ пленок// Тезисы докладов UI Зсесои?ной околи-семинара "Спин-волновая электроника СВЧ" Саратов.-1993.-С.38-39.

14. Высоцкий С.Л..Казаков Г.Т.,Кац М. Л. .Филимонов S.A. Влияние закрепления поверхностных спинов на спектр СВР двух йбиен-но-связанных пленок // Тезисы докладов UI Всесоюзной пколы-се-минара "Спин-волновая электроника СВЧ" Саратов.-1393.-С.40-41. . 15.Д.С.Н.1364995 СССР.Высоцкий С.Л.,Казакоз Г.Т..Сухарев Д.Г., Филимонов Я.Д. Зстройство для детектирования СВЧ сигналов . Опубл.БИ 1988.N1.

16.Д.С.N.1378587 СССР.Высоцкий С.Л..Казаков Г.Т..Новиков Т.Н., Сухарев А.Г. .Филимонов ' ¡O.A.'Способ измерения затухания магнитостатических волн'. Опубл. БИ 1989.К38.

Î7.FIîicionov Yu,Д., Kazakov G.I.. Uysotsky S.L.. Коя H.P.. A.S. Evidence of the exchange coupling effect In the spin ¡cnv,? spectrun of the structure uith two different 33snetlc Ьэу.?гз // Journ. of Magnetisn and Hag. Mat.-1934.-Uol.131.-P.235-241.

ВЫСОЦКИЙ Сергей Львович ВЛИЯНИЕ ЫЕКСЛОЙНОГО СЕМЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И АНИЗОТРОПИИ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ ШШТОСТАТИЧЕСКИХ ВОЛН В СЛОИСТЫХ ФЕРРИТОВЫХ СТРУКТУРАХ

Автореферат Корректор O.A. Панина

Подписано в печать 25.05.94

Буи. оберт. Усл. — веч. л. 1»0

Тире» 100 »кэ. Заказ Ц8.

Саратовский государственник технический ункегр ситет 410016 г. Саратов, ул. Политехническая, 77 Ротапринт СГТУ, 410016 г. Саратов, ул. Политехническая, 77

Формат GOXiM 1-16. Уч. — изд. I »0 Бесплатно.