Resonance related magnetoelastic mods in the structure of ferromagnet-dielectric

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Magnetoelastic interactions in the region of ferromagnetic resonance (FMR) in a thin ferrite film on a relatively thick dielectric elastic substrate excited by a magnetic film with a variable magnetic field are investigated. Dependencies of the period of elastically coupled resonance lines on the amplitude-frequency spectrum of FMR are constructed as functions of elastic damping parameters, magnetoelastic coupling, modulus of elasticity, and material density in linear and nonlinear regimes. The presence of a strong threshold nonlinear dependence of the resonance line amplitude on the elastic damping parameter is revealed.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. N. Shaporov

Syktyvkar State University named after P. Sorokin

Author for correspondence.
Email: shaporov@mail.ru
Russian Federation, Oktyabrsky Prospekt, 55, Syktyvkar, 167001

V. G. Shavrov

Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics, Russian Academy of Sciences

Email: shaporov@mail.ru
Russian Federation, Mokhovaya str. 11, build. 7, Moscow, 125009

V. I. Shcheglov

Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics, Russian Academy of Sciences

Email: shaporov@mail.ru
Russian Federation, Mokhovaya str. 11, build. 7, Moscow, 125009

References

  1. Штраусс В. // Физическая акустика. Т. 4Б. Применения физической акустики в квантовой физике и физике твердого тела / Под ред. У. П. Мэзона. М.: Мир, 1970. С. 247.
  2. Адам Дж.Д. // ТИИЭР. 1988. Т. 76. № 2. С. 73.
  3. Исхак В.С. // ТИИЭР. 1988. Т. 76. № 2. С. 86.
  4. Adam J.D., Davis L.E., Dionne G. F. et al. // IEEE Trans. 2002. V. MTT-50. № 3. P. 721.
  5. Шавров В.Г., Щеглов В.И. Магнитостатические волны в неоднородных полях. М.: Физматлит, 2016.
  6. Курушин Е.П., Нефедов Е.И. // Микроэлектроника. 1977. Т. 6. № 6. С. 549.
  7. Serga A.A., Chumak A.V., Hillebrands B. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. V. 43. P. 264002(16).
  8. Ле-Кроу Р., Комсток Р. // Физическая акустика. Т. 3Б. Динамика решетки / Под ред. У. П. Мэзона. М.: Мир, 1968. С. 156.
  9. Калашникова А.М., Кимель А.В., Писарев Р.В. // Успехи физ. наук. 2015. T. 185. № 10. С. 1064.
  10. Chang C.L., Tamming R.R., Broomhall T.J. et al. // Phys. Rev. Appl. 2018. V.10. № 3. P. 034068(8).
  11. Власов В.С., Голов А.В., Котов Л.Н. и др. // Акустич. журн. 2022. Т. 68. № 1. С. 22.
  12. An K., Litvinenko A.N., Kohno R. et al. // Phys. Rev. B. 2020. V. 101. № 6. P. 060407(6).
  13. Полулях С.Н., Бержанский В.Н., Семук Е.Ю. и др. // ЖТФ. 2021. Т. 91. № 7. С. 1124.
  14. Полулях С.Н., Бержанский В.Н., Семук Е.Ю. и др. // ЖЭТФ. 2021. Т. 159. № 2. С. 307.
  15. Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е., Казаков Г.Т. // Письма в ЖЭТФ. 1981. Т. 39. № 9. С. 500.
  16. Казаков Г.Т., Тихонов В.В., Зильберман П.Е. // ФТТ. 1983. Т. 25. № 8. С. 2307.
  17. Андреев А.С., Зильберман П.Е., Кравченко В.Б. и др. // Письма в ЖТФ. 1984. Т. 10. № 2. С. 90.
  18. Хивинцев Ю.В., Сахаров В.К., Высоцкий С.Л. и др. // ЖТФ. 2018. Т. 88. № 7. С. 1060.
  19. Ветошко П.М., Власов В.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2023. Т. 68. № 2. С. 157.
  20. Кузмичев А.Н., Ветошко П.М., Князев Г.А. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2020. Т. 112. № 11. С. 749.
  21. Knyazev G.A., Kuzmichev A.N., Petrov P.E. et al. // arXiv:2301.10725v1 [cond-mat.mes-hall]. 24 Jan 2023.
  22. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2009. Т. 54. № 7. С. 863.
  23. Litvinenko A., Khymyn R., Tyberkevych V. et al. // Phys. Rev. Appl. 2021. V. 15. № 3. P. 034057.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Geometry of the problem. The two-layer structure consists of a ferrite film (upper layer) and a non-magnetic substrate (lower layer); the inset shows a diagram of a cubic crystallographic cell.

Download (69KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Resonance curves by frequency at low h0 = 0.01 Oe (a, c) and high h0 = 0.5 Oe (b, d) excitation levels and different values ​​of the magnetoelastic interaction constant: B2 = 0 (a, b); B2 = 6.96×106 erg cm–3 (c, d).

Download (108KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependence of the distance between adjacent resonance lines: on the structure thickness d (a), on the substrate density ρ (b), on the magnetoelasticity constant c44 (c); solid line – values ​​calculated using formula (19), dots – measured frequency distances between two adjacent resonance lines.

Download (90KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. The shape of the resonance line corresponding to one elastic resonance to the left of the maximum of the frequency response of the magnetoelastic FMR in the linear mode at h0 = 0.01 Oe, calculated with a step of 100 (a), 30 (b) and 3 kHz (c).

Download (77KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. The shape of the resonance line corresponding to one elastic resonance to the right of the maximum of the frequency response of magnetoelastic FMR in the linear mode at h0 = 0.01 Oe (a, c) and nonlinear at h0 = 0.5 Oe (b, d), near the maximum (a, b) and far from the maximum (c, d).

Download (98KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Frequency response shapes of an elastically coupled resonance line to the right of the FMR maximum at β = 0 (1), 0.027 (2), 0.039 (3), 0.055 (4), 0.077 (5), 0.108 (6) and 0.3 μs–1 (7); insets show the dependence of the maximum (solid line) and minimum (dashed line) values ​​of the amplitude mx,y on β in the linear mode (h0 = 0.01 Oe) (a, b) and nonlinear mode (h0 = 0.5 Oe) (c, d).

Download (224KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Amplitude-frequency characteristic of magnetoelastic resonance at B2 = 13.9×106 erg cm–3 in the linear mode (h0 = 0.01 Oe) (a) and nonlinear mode (h0 = 0.5 Oe) (b).

Download (87KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. General view of the resonance line (a, b) and the shape of the resonance line to the left of the FMR maximum near its center (c, d) in the linear mode at h0 = 0.01 Oe (a, c) and nonlinear at h0 = 0.5 Oe (b, d) for different values ​​of the magnetoelastic coupling parameter: (1), 6.96 × 106 (2), 13.9 × 106 (3), 27.84 × 106 (4), 55.68 × 106 (5), 111.36 × 106 erg cm–3 (6).

Download (178KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Frequency response for right (curve 1), left (2) and linear polarizations (3): (a) — linear mode for h0 = 0.01 Oe, (b) — nonlinear mode for h0 = 0.5 Oe.

Download (74KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».