ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАПРЕЩЕННЫХ ЗОН В СВЯЗАННЫХ СТРУКТУРАХ НА ОСНОВЕ МАГНОННЫХ КРИСТАЛЛОВ

Рассматриваются связанные периодические структуры в виде двух связанных магнонных кристаллов и связанные магнонный кристалл – пленка, разделенные диэлектрическим слоем. Получены дисперсионные уравнения для магнитостатических волн, распространяющихся в таких структурах, и выявлены основные особенности формирования запрещённых зон по сравнению с периодической структурой в виде одного магнонного кристалла. Показано, что связь позволяет эффективно управлять характеристиками запрещённых зон в спектре магнитостатических волн, в частности, их шириной и положением в спектре. Полученные результаты могут быть реализованы при создании на основе магнонных кристаллов частотно-избирательных устройств для селективной обработки информационных сигналов в СВЧ-диапазоне.

 
Литература

1. Кившарь Ю.С., Агравал Г.П. Оптические солитоны. От волоконных световодов к фотонным кристаллам. М. : Физматлит, 2005. 648 с.

2. Гуляев Ю.В., Никитов С.А., Животовский Л.В. и др. Ферромагнитные пленки с периодическими структурами c магнонной запрещённой зоной – магнонные кристаллы // Письма в ЖЭТФ. 2003. Т. 77, No 10. С. 670.

3. Nikitov S.A.,Tailhadesand Ph., Tsai C.S. Spin waves in periodic magnetic structures –magnonic crystals // Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2001. Vol. 236, No 3. С. 320.

4. Chumak A.V., Serga A.A., Hillebrands B. and Kostylev M.P. Scattering of backward spin waves in a one-dimensional magnonic crystal // Applied Physics Letters. 2008. Vol. 93. 022508.

5. Kruglyak V.V., Demokritov S.O. and Grundler D. Magnonics // Journal of Physics D. 2010. Vol. 43. 264001.

6. Serga A.A., Chumak A.V. and Hillebrands B. YIG magnonics // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. Vol. 43. Р. 264002.

7. Kashyap R. Fibe. Bragg Gratings. San Diego, USA: Acad. Рress., 1999.

8. Sang-Koog Kim, a Ki-Suk Lee, and Dong-Soo Han. A gigahertz-range spin-wave filter composed of width-modulated nanostripmagnonic-crystal waveguides // Appl. Phys. Lett. 2009. Vol. 95. 082507.

9. Ustinov A.B., Drozdovskii A.V., Kalinikos B.A. Multifunctional nonlinear magnonic devices for microwave signal processing // Applied physics letters. 2010. Vol. 96. P. 142513.

10. Grishin S.V., Beginin E.N., Morozova M.A., Sharaevskii Yu.P., Nikitov S.A. Self-generation of dissipative solitons in magnonic quasicrystal active ring resonator // J. Appl. Phys. 2014.Vol. 115, No. 5. 053908, Feb. 2.

11. Arikan M., Au. Y., Vasile G., Ingvarsson S. and Kruglyak V.V. Broadband injection and scattering of spin waves in lossy width-modulated magnonic crystal waveguides // J. Phys. D: Appl. Phys. 2013. Vol. 46. 135003.

12. Ciubotaru F., Chumak A.V., Grigoryeva N.Yu., Serga A.A. and Hillebrands B. Magnonic band gap design by the edge modulation of micro-sized waveguides// J. Phys. D: Appl. Phys. 2012. Vol. 45. 255002.

13. Beginin E.N., Filimonov Yu.A., Pavlov E.S., Vysotskii S.L., and Nikitov S.A. Bragg resonances of magnetostatic surface spin waves in a layered structure: Magnonic crystal-dielectric-metal // Applied Physics Letters .2012. Vol. 100, 252412.

14. Chumak A.V., Neumann T., Serga A.A., Hillebrands B. and Kostylev M.P. A current-controlled, dynamic magnonic crystal // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. Vol. 42. 205005.

15. Анненков А.Ю., Герус C.B., Ковалев С.И. Объемные и поверхностно-объемные магнитостатические волны в волноводах, создаваемых ступенчатым полем подмагничивания / ЖТФ. 2004. Т. 74, No 2.

16. Costa C.H.O. and Vasconcelos M.S. Band gaps and transmission spectra in generalized Fibonacci σ(p, q) one-dimensional magnonicquasicrystals // J. Phys. Condens. Matter. 2013. Vol. 25. 286002.

17. FilimonovYu.Yu., Pavlov E., Vystostkii S. and Nikitov S. Magnetostatic surface wave propagation in a one-dimensional magnonic crystal with broken translational symmetry // Appl. Phys. Lett. 2012. Vol. 101. 242408.

18. Qi Wang, Huaiwu Zhang, Xiaoli Tang, Hua Su, FeimingBai, Yulan Jing and Zhiyong Zhong. Effects of symmetry reduction on magnon band gaps in two-dimensional magnonic crystals // J. Phys. D: Appl. Phys. 2014.

19. Sheshukova S.E., Morozova M.A., Beginin E.N., Sharaevskii Yu.P., Nikitov S.A. Formation of gap solitons in a finite magnonic crystal // Phys. Wave Phenom. 2013. Vol. 21, No 4. P. 304.

20. Louisell W.H. Coupled mode and parametric electronics. John Wiley, New York, 1960.

21. Вашковский А.В., Стальмахов В.С., Шараевский Ю.П. Магнитостатические волны в электронике СВЧ. Саратов: СГУ. 1993.

22. Morozova M.A., Sharaevskii Yu.P., Sheshukova S.E., Zhamanova M.K. Investigation of self-action effects of magnetostatic waves in ferromagnetic structures in terms of the system of Schrodinger equations with coherent or incoherent coupling // Physics  ̈ of the Solid State. 2012. Vol. 54, No 8. P. 1575.

23. Морозова М.А., Шараевская А.Ю. Дисперсионные характеристики магнитостатических волн в связанных магнонных кристаллах // Гетеромагнитная микроэлектроника. 2013. Вып. 15. С. 82.

24. Мorozova M.A., Grishin S.V., Sadovnikov A.V., Sharaevskii Yu P. and Nikitov S.A. Magnonic bandgap control in coupled magnonic crystals // IEEE Trans. on Magnetics. 2014. Vol. 50, No 11. 4007204.

25. Морозова М.А., Шешукова С.Е., Шараевский Ю.П. Механизмы формирования солитонов огибающей в периодических ферромагнитных структурах // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2010. No 5. С. 113.

26. Калиникос Б.А., Устинов А.Б., Баруздин С.А. Спин-волновые устройства и эхопроцессоры. Москва: Радиотехника. 2013. ISBN 9785-87070-362-3.

Статус: 
одобрено к публикации
Краткое содержание (PDF):