Vysokoe giromagnitnoe otnoshenie v tuliy-soderzhashchikh ferritakh-granatakh

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Ферриты со структурой граната, содержащие редкоземельные ионы, характеризуются огромным разнообразием магнитных свойств, в частности, из-за различных g-факторов Ланде редкоземельных ионов и расщепления их энергетических уровней под действием кристаллических полей и/или спин-орбитального взаимодействия. Тулий-содержащие ферриты-гранаты Tm3Fe5O12 известны как материалы с пониженным гиромагнитным отношением. В данной работе показано, что эффективное гиромагнитное отношение в таких материалах можно значительно, в 3–5 раз повысить при разбавлении ионов железа ионами галлия, причем величина гиромагнитного отношения зависит как от содержания ионов галлия, так и от их распределения между октаэдрической и тетраэдрической подрешетками феррита-граната. Возможность достижения высокого гиромагнитного отношения в ферримагнетиках, не имеющих точек компенсации магнитного и углового моментов, впервые обнаружена экспериментально и подтверждена теоретически. Гиромагнитное отношение – ключевой параметр, определяющий скорость протекания процессов в спиновой системе магнетика, и полученные результаты имеют важное значение для значительного повышения быстродействия устройств спинтроники, создаваемых на базе ферримагнетиков.

References

  1. П. Г. Баранов, А. М. Калашникова, В. И. Козуб, В. Л. Коренев, Ю. Г. Кусраев, Р. В. Писарев, В. Ф. Сапета, И. А. Акимов, М. Байер, А. В. Щербаков, Д. Р. Яковлев, УФН 189(08), 849 (2019).
  2. С. А. Никитов, А. Р. Сафин, Д. В. Калябин, А. В. Садовников, Е. Н. Бегинин, M. B. Логунов, M. A. Морозова, C. A. Одинцов, C. A. Осокин, A. Ю. Шараевская, Ю. П. Шараевский, УФН 190(10), 1009 (2020).
  3. S. K. Kim, G. S. D. Beach, K.-J. Lee, T. Ono, T. Rasing, and H. Yang, Nat. Mater. 21(1), 24 (2022).
  4. H. A. Логинов, M. B. Логунов, B. B. Рандоликин, ФТТ 31(10), 58 (1989).
  5. X. Zhang, L. Jin, D. Zhang, B. Liu, H. Meng, L. Zhang, Z. Zhong, and X. Tang, Frontiers in Materials 9, 879711 (2022).
  6. Y. Nakamura, S. B. S. Chauhan, and P. B. Lim, Photonics 11(10), 931 (2024).
  7. T. G. H. Blank, K. A. Grishunin, E. A. Mashkovich, M. V. Logunov, A. K. Zvezdin, and A. V. Kimel, Phys. Rev. Lett. 127(3), 037203 (2021).
  8. T. G. H. Blank, E. A. Mashkovich, K. A. Grishunin, C. F. Schippers, M. V. Logunov, B. Koopmans, A. K. Zvezdin, and A. V. Kimel, Phys. Rev. B 108(9), 094439 (2023).
  9. L. E. Helseth, R. W. Hansen, E. I. Il'yashenko, M. Baziljevich, and T. H. Johansen, Phys. Rev. B 64(17), 174406 (2001).
  10. M. V. Logunov, S. S. Safonov, A. S. Fedorov, A. A. Danilova, N. V. Moiseev, A. R. Safin, S. A. Nikitov, and A. Kirilyuk, Phys. Rev. Applied 15(6), 064024 (2021).
  11. C. Tang, P. Sellappan, Y. Liu, Y. Xu, J. E. Garay, and J. Shi, Phys. Rev. B 94(14), 140403 (2016).
  12. A. J. Lee, S. Guo, J. Flores, B. Wang, N. Bagues, D. W. McComb, and F. Yang, Nano Lett. 20(6), 4667 (2020).
  13. A. Quindeau, C. O. Avci, W. Liu, C. Sun, M. Mann, A. S. Tang, M. C. Onbasli, D. Bono, P. M. Voyles, Y. Xu, J. Robinson, G. S. D. Beach, and C. A. Ross, Advanced Electronic Materials 3(1), 1600376 (2017).
  14. O. Ciubotariu, A. Semisalova, K. Lenz, and M. Albrecht, Sci. Rep. 9(1), 17474 (2019).
  15. G. F. Dionne and P. F. Tumelty, J. Appl. Phys. 50(12), 8257 (1979).
  16. G. F. Dionne and G. A. Allen, J. Appl. Phys. 75(10), 6372 (1994).
  17. R. Timalsina, B. Giri, H. Wang, A. Erickson, S. Sarin, S. Lamichhane, S. Liou, J. E. Shield, X. Xu, and A. Laraoui, Advanced Electronic Materials 11(3), 2400398 (2025).
  18. G. J. Omar, P. Gargiani, M. Valvidares, Z. S. Lim, S. Prakash, T. S. Suraj, A. Ghosh, S. T. Lim, J. Lourembam, and A. Ariando, Adv. Funct. Mater. 35(4), 2414188 (2025).
  19. A. J. Lee, S. Guo, A. S. Ahmed, and F. Yang, Phys. Rev. B 102(17), 174434 (2020).
  20. R. K. Wangsness, Phys. Rev. 91(5), 1085 (1953).
  21. C. Kittel, Phys. Rev. 115(6), 1587 (1959).
  22. J. H. van Vleck, Phys. Rev. 123(1), 58 (1961).
  23. R. C. LeCraw, S. L. Blank, G. P. Vella-Coleiro, Appl. Phys. Lett. 26(7), 402 (1975).
  24. K.-J. Kim, S. K. Kim, Y. Hirata, S.-H. Oh, T. Tono, D.-H. Kim, T. Okuno, W. S. Ham, S. Kim, G. Go, Y. Tserkovnyak, A. Tsukamoto, T. Moriyama, K.-J. Lee, and T. Ono, Nat. Mater. 16(12), 1187 (2017).
  25. G. F. Dionne, C. M. Hen, Thema's XSTP 114(3-4), 250 (2021).
  26. Y. Zhang, X. Feng, Z. Zheng, Z. Zhang, K. Lin, X. Sun, G. Wang, J. Wang, J. Wei, P. Vallobra, Y. He, Z. Wang, L. Chen, K. Zhang, Y. Xu, and W. Zhao, Appl. Phys. Rev. 10(1), 011301 (2023).
  27. A. G. Gurevich and G. A. Melkov, Magnetization Oscillations and Waves, CRC Press, London (2020).
  28. L. Landau and E. Lifshits, Phys. Z. Sowjetunion 8, 153 (1935).
  29. T. L. Gilbert and J. M. Kelly, Conference on Magnetism and Magnetic Materials: Papers Presented, Pittsburgh, Pa., June 14-16, 1955 American Institute of Electrical Engineers Michigan; https://books.google.ru/books?id=GcxWAAAAMAAJ.
  30. T. L. Gilbert, IEEE Trans. Magn. 40(6), 3443 (2004).
  31. V. V. Demidov and T. A. Shaikhulov, J. Magn. Magn. Mater. 566, 170299 (2023).
  32. B. B. Демидов, И. В. Борисенко, А. А. Климов, Г. А. Овсянников, А. М. Петржик, С. А. Никитов, ЖЭТФ 139(5), 943 (2011).
  33. Yu. B. Kudasov, M. V. Logunov, R. V. Kozabaranov, I. V. Makarov, V. V. Platonov, O. M. Surdin, D. A. Maslov, A. S. Korshunov, I. S. Strelkov, A. I. Stognij, V. D. Selemir, and S. A. Nikitov, Appl. Phys. Lett. 120, 122403 (2022).
  34. G. F. Dionne, J. Appl. Phys. 47(9), 4220 (1976).
  35. M. J. Gross, T. Su, J. J. Bauer, and C. A. Ross, Phys. Rev. Applied 21(1), 014060 (2024).
  36. G. F. Dionne, J. Appl. Phys. 41(12), 4874 (1970).
  37. P. Roschmann and P. Hansen, J. Appl. Phys. 52(10), 6257 (1981).
  38. D. Scheffler, O. Steuer, S. Zhou, L. Siegl, S. T. B. Goennenwein, and M. Lammel, Phys. Rev. Materials 7(9), 094405 (2023).
  39. S. Geller, J. A. Cape, G. P. Espinosa, and D. H. Leslie, Phys. Rev. 148(2), 522 (1966).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 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».