Infocommunications and Radio Technologies Infocommunications and Radio Technologies ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫЕ И РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 2587-9936 52873 ФИЗИКА (01.04.00) PHYSICS (01.04.00) ФИЗИКА (01.04.00) Dispersion characteristics of hybrid electromagnetic spin waves in a magnonic crystal - ferroelectric structure with magnetic and electrical nonlinearity Дисперсионные характеристики гибридных электромагнитно-спиновых волн в структуре магнонный кристалл - сегнетоэлектрик с учетом магнитной и электрической нелинейности Морозова Мария Александровна Morozova Maria A mamorozovama@yandex.ru Матвеев Олег Валерьевич Matveev Oleg V olvmatveev@gmail.com Романенко Дмитрий Владимирович Romanenko Dmitrii V Московский физико-технический институт; Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского ru Moscow Institute of Physics and Technology; Saratov State University ru Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского ru Saratov State University ru Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского ru Saratov State University ru 25 09 2019 25 09 2019 2 3 324 333 20 09 2019 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/52873/view

Представлены результаты теоретического исследования дисперсионных характеристик гибридных электромагнитно-спиновых волн, распространяющихся в структуре магнонный кристалл - сегнетоэлектрик. Показано, что в результате фазового синхронизма волн в полосе первого брэгговского резонанса в спектре формируются две запрещенные зоны: основная - брэгговская и дополнительная - гибридная. Исследовано влияние магнитной и электрической нелинейности сред на положение запрещенных зон в спектре распространяющихся волн. Выявлено, что учет магнитной нелинейности приводит к сдвигу обеих запрещенных зон вниз по частоте, учет электрической нелинейности приводит к сдвигу только гибридной запрещенной зоны вверх по частоте.

The results of a theoretical study of the dispersion characteristics of hybrid electromagnetic-spin waves propagating in the structure of a magnonic crystal - ferroelectric are presented. It is shown that as a result of phase synchronism of waves in the band of the first Bragg resonance, two bandgaps are formed in the spectrum: the main one is the Bragg one and the additional one is hybrid. The influence of the magnetic and electrical nonlinearity of the media on the position of the bandgaps in the spectrum of propagating waves is investigated. It was revealed that taking into account magnetic nonlinearity leads to a shift of both bandgaps down in frequency, taking into account electric nonlinearity leads to a shift of only the hybrid bandgap up in frequency.

 магнонный кристалл сегнетоэлектрик мультиферроик электромагнитно-спиновые волны брэгговский резонанс керровская нелинейность magnonic crystal ferroelectric multiferroic hybrid electromagnetic-spin waves Bragg resonance Kerr effect

Srinivasan G., Dong S., Viehland D., Bichurin M., Nan C. Multiferroic magnetoelectric composites: Historical perspective, status, and future directions // J. Appl. Phys. 2008. Vol. 103. P. 31101. Srinivasan G., Dong S., Viehland D., Bichurin M., Nan C. Multiferroic magnetoelectric composites: Historical perspective, status, and future directions // J. Appl. Phys. 2008. Vol. 103. P. 31101. Пятаков А. П., Звездин А. К. Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики // УФН. 2012. Т. 182. С. 593-620. Pyatakov A. P., Zvezdin A. K. Magnitoelektricheskie materialy i mul'tiferroiki // UFN. 2012. T. 182. S. 593-620. Анфиногенов В. Б., Вербицкая Т. Н., Зильберман П. Е., Мериакри С. В., Огрин Ю. Ф., Тихонов В. В. Гибридные электромагнитно-спиновые волны в контактирующих слоях феррита и сегнетоэлектрика // Радиотехника и электроника. 1989. Т. 34. С. 494-.. Anfinogenov V. B., Verbickaya T. N., Zil'berman P. E., Meriakri S. V., Ogrin Yu. F., Tihonov V. V. Gibridnye elektromagnitno-spinovye volny v kontaktiruyuschih sloyah ferrita i segnetoelektrika // Radiotehnika i elektronika. 1989. T. 34. S. 494-.. Анфиногенов В. Б., Вербицкая Т. Н., Зильберман П. Е., Мериакри С. В., Огрин Ю. Ф., Тихонов В. В. Резонансное взаимодействие магнитостатических и медленных электромагнитных волн в композитной среде пленка ЖИГ-сегнетоэлектрическая пластина // ПЖТФ. 1986. Т. 12. С. 938-943. Anfinogenov V. B., Verbickaya T. N., Zil'berman P. E., Meriakri S. V., Ogrin Yu. F., Tihonov V. V. Rezonansnoe vzaimodeystvie magnitostaticheskih i medlennyh elektromagnitnyh voln v kompozitnoy srede plenka ZhIG-segnetoelektricheskaya plastina // PZhTF. 1986. T. 12. S. 938-943. Demidov V. E., Kalinikos B. A., Edenhofer P. Dipole-exchange theory of hybrid electromagnetic-spin waves in layered film structure // J. Appl. Phys. 2002. Т. 91. С. 10007. Demidov V. E., Kalinikos B. A., Edenhofer P. Dipole-exchange theory of hybrid electromagnetic-spin waves in layered film structure // J. Appl. Phys. 2002. T. 91. S. 10007. Fetisov Y. K., Srinivasan G. Electrically tunable ferrite-ferroelectric microwave delay lines // Appl. Phys. Lett. 2002. Vol. 91. P. 10007. Fetisov Y. K., Srinivasan G. Electrically tunable ferrite-ferroelectric microwave delay lines // Appl. Phys. Lett. 2002. Vol. 91. P. 10007. Устинов А. Б., Калиникос Б. А., Сринивасан Г. Нелинейный сверхвысокочастотный фазовращатель на электромагнитно-спиновых волнах // ЖТФ. 2014. Т. 84, вып. 9. С. 146-148. Ustinov A. B., Kalinikos B. A., Srinivasan G. Nelineynyy sverhvysokochastotnyy fazovraschatel' na elektromagnitno-spinovyh volnah // ZhTF. 2014. T. 84, vyp. 9. S. 146-148. Морозова М. А., Шараевский Ю. П., Никитов С. А. Управление запрещенными зонами в слоистой структуре магнонный кристалл - сегнетоэлектрик // Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59, № 5. С. 510-516. Morozova M. A., Sharaevskiy Yu. P., Nikitov S. A. Upravlenie zapreschennymi zonami v sloistoy strukture magnonnyy kristall - segnetoelektrik // Radiotehnika i elektronika. 2014. T. 59, № 5. S. 510-516. Устинова И. А., Никитин А. А., Устинов А. Б. Динамический магнонный кристалл на основе феррит-сегнеэлектрической слоистой структуры // ЖТФ, 2016. Т. 86, № 5. С. 155-158. Ustinova I. A., Nikitin A. A., Ustinov A. B. Dinamicheskiy magnonnyy kristall na osnove ferrit-segneelektricheskoy sloistoy struktury // ZhTF, 2016. T. 86, № 5. S. 155-158. Устинов А. Б., Калиникос Б. А. Мультиферроидные периодические структуры на основе магнонных кристаллов для электронно-перестраиваемых сверхвысокочастотных устройств // ПЖТФ, 2014. Т. 40, № 13. С. 58-65. Ustinov A. B., Kalinikos B. A. Mul'tiferroidnye periodicheskie struktury na osnove magnonnyh kristallov dlya elektronno-perestraivaemyh sverhvysokochastotnyh ustroystv // PZhTF, 2014. T. 40, № 13. S. 58-65. Черкасский М. А., Никитин А. А., Калиникос Б. А. Теория мультинелинейных сред и ее приложение к солитонным процессам в феррит-сегнетоэлектрических структурах // ЖЭТФ, 2016. Т. 149, вып 4. С. 839-847. Cherkasskiy M. A., Nikitin A. A., Kalinikos B. A. Teoriya mul'tinelineynyh sred i ee prilozhenie k solitonnym processam v ferrit-segnetoelektricheskih strukturah // ZhETF, 2016. T. 149, vyp 4. S. 839-847. Kashyap R. Fiber Bragg Gratings. San Diego : Academic press, 1999. 458 pp. Kashyap R. Fiber Bragg Gratings. San Diego : Academic press, 1999. 458 pp. Морозова М. А., Матвеев О. В., Шараевский Ю. П., Никитов С. А. Управление запрещенными зонами в слоистой структуре магнонный кристалл - сегнетоэлектрик -магнонный кристалл // ФТТ. 2016. Т. 58, № 2. С. 266-272. Morozova M. A., Matveev O. V., Sharaevskiy Yu. P., Nikitov S. A. Upravlenie zapreschennymi zonami v sloistoy strukture magnonnyy kristall - segnetoelektrik -magnonnyy kristall // FTT. 2016. T. 58, № 2. S. 266-272.