Исследование спиновых волн с неколлинеарными групповой и фазовой скоростями в слабоконтрастных и динамических магнонных кристаллах, а также в анизотропных ферритовых средах и структурах

Исследованы энергетические характеристики спиновых волн с неколлинеарными групповой и фазовой скоростями в неограниченной ферритовой среде, намагниченной до насыщения однородным магнитным полем. Рассчитаны зависимости ориентации вектора групповой скорости от ориентации волнового вектора для спиновых волн, распространяющихся в неограниченной ферритовой среде. Найдено, что эти зависимости могут иметь точки экстремума и точки перегиба, которые определяют особенности отражения и преломления волн в данной среде. Экспериментально исследована дифракция поверхностных спиновых волн на одномерном магнонном кристалле, созданном в плёнке железо-иттриевого граната (ЖИГ) с помощью пространственно-периодического магнитного поля, для случая, когда половина длины волны равна периоду магнонного кристалла, т. е. в окрестности центра зоны непропускания. Получены картины, визуализирующие распределение энергии волны по поверхности плёнки, что позволило увидеть, каким образом происходит дифракция волн при их взаимодействии с магнонным кристаллом. Исследованы дисперсионные характеристики поверхностных спиновых волн с учетом диссипации в касательно намагниченной до насыщения ферритовой плёнке. Показано, что в отличие от незатухающих волн эти характеристики имеют максимум значений волнового вектора, при котором происходит разворот дисперсионной кривой в сторону уменьшения волнового вектора. При этом вдобавок к нижней (основной) дисперсионной ветви, описывающей волны с прямой дисперсией (затухание которых пропорционально малому параметру диссипации), образуется верхняя дисперсионная ветвь с обратной дисперсией и большим затуханием волн, что приводит к появлению неоднозначной зависимости волнового вектора от частоты. Экспериментально исследовано влияние магнитной кристаллографической анизотропии на параметры динамических магнонных кристаллов, возникающих в пленке ЖИГ при распространении в ней поверхностной акустической волны (ПАВ). Обнаружены следующие особенности этого влияния: 1) появление дополнительных магнонных зон непропускания вместе с нормальными магнонными запрещенными зонами, существующими без анизотропии; 2) отсутствие отражения падающей поверхностной магнитостатической волны на частотах дополнительных зон непропускания; 3) в дополнительных зонах такая же глубина заграждения, как и в нормальных зонах, достигалась при сравнительно небольшой мощности ПАВ, почти на порядок меньше, чем в случае нормальных магнонных запрещенных зон, вызванных ПАВ. Возможное объяснение перечисленных особенностей дано на основе явления неупругого рассеяния поверхностных магнитостатических волн на ПАВ с трансформацией отраженных поверхностных магнитостатических волн в анизотропно-дипольные объемные прямые магнитостатические волны, существование которых связано с кубической кристаллографической анизотропией в ЖИГ. Разработан низкочастотный магнитометр с чувствительностью не хуже 2,51•10⁻⁷ Тл/Гц1/2 на основе двух преобразователей Холла. Достигнутая чувствительность более чем на порядок опережает мировые аналоги. Динамический диапазон магнитометра по магнитному полю на частоте 19 Гц составляет (2,51•10⁻⁷ ± 8) Тл. Исследованы магнитополевые зависимости плотности захваченного магнитного потока в монокристаллических Bi₂Sr₂CaCu₂O₈₊ₓ, и YBa₂Cu₃O₇₋ₓ образцах. Обнаружены различия в поведении монокристаллических и поликристаллических YBa₂Cu₃O₇₋ₓ, которые представляются естественными и соответствуют исследованиям захвата магнитного потока в поликристаллических образцов YBa₂Cu₃O₇₋ₓ.