Спин-волновой транспорт в реконфигурируемых структурах ферромагнетик/антиферромагнетик для невзаимных устройств мультиплексирования информационного сигнала

Проект посвящен изучению совместного влияния магнитоколорических эффектов и градиентов внутренних параметров (величины анизотропии и/или внутреннего магнитного поля) слоистых и интерфейсных микроструктур на частотно и пространственно селективные свойства спин-волновых возбуждений. Основной задачей проекта является выявление методов управления частотно-селективными свойствами систем со спин-волновыми процессами в латерально ограниченных резонансных и волноведущих системах на основе слоистых композитных структур ферромагнетик/антиферромагнетик (ФМ/АФМ ). В проекте проводится исследование влияния геометрических размеров и взаимного расположения ФМ и АФМ слоя. Актуальность решения данной проблемы обусловлена развитием направления магнонной логики, в основе которого лежат идеи об управляемых волновых процессах в ферромагнитных структурах - интерференции, дифракции и процессов распространения спиновых волн. За первый год работ по проекту была построена численная модель с использованием концепции планарных магнонных структур, описывающая свойства спиновых волн, распространяющихся в структуре, на основе ферромагнитных(ФМ) плёнок вместе с локально управляемыми антиферромагнитными (АФМ) элементами. Было проведено микромагнитное моделирование и определение частотно-селективных свойств структуры, состоящей из системы двух латеральных каналов образованных внутри микроволновода с локально управляемым АФМ элементом в виде сплава Fe-Rh. Также проведено исследование влияния зазора между ЖИГ полосками, размерами АФМ элемента и относительного расположения ФМ и АФМ подсистем на спектр спиновых волн. Был создан экспериментальный макет слоистых планарных латеральных структур на основе пленки ЖИГ, обладающих малым затуханием спиновых волн с нагрузкой в виде АФМ элемента из Fe-Rh. На основе проведенного сравнения полученных спектров прохождения спин-волнового сигнала с данными численного моделирования был сделан вывод о возможности управления спектром спиновых волн. Была создана система эффективного возбуждения спин-волнового информационного сигнала в изготовленных структурах с помощью копланарного микрополоскового волновода и микрополосковой антенны. Проведен анализ рентгеновских спектров слоя ЖР, выращенного на подложке MgO (001). Были произведены экспериментальное исследование спин-волновых характеристик и особенностей распространения поверхностных магнитостатических волн методом Мандельштам - Бриллюэновской спектроскопии с частотным разрешением. Была показана возможность управлению спиновыми волнами в слое ЖР путём нагрева слоя с помощью интеграции в систему спектроскопии криостолика (Cryo-Correlative Microscopy Stage). Выявлена зависимость частоты пика антистоксовой части спектра при вариации температуры, на основании которой показано, что уменьшение частоты спин-волновой моды сопровождается увеличением разницы центральных частот стоксового и антистоксового пика, что может свидетельствовать о увеличении эффекта невзаимного распространения СВ в связи с возникновением неоднородной фазы внутри ЖР слоя. На первом этапе работы была сформирована команда в составе трех человек. В первый год работы по проекту сформированная команда показала возможность решения поставленных руководителем задач. В целом все задачи, поставленные перед коллективом на первый год работы были выполнены и создан задел для выполнения работ на втором этапе. На основании проведенных работ была разработана концепция управляемого пространственно-частотного фильтра СВЧ сигнала на спиновых волнах. Получен 1 патент на изобретение №2023128381, свидетельство на программу для ЭВМ. Опубликовано 3 статьи в журналах, входящих в список WOS. Исполнители и руководитель проекта принимал участие в международных и всероссийских конференциях. Опубликовано 5 тезисов докладов. Получены патент на изобретение "Управляемый пространственно-частотный фильтр СВЧ сигнала на спиновых волнах" и свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ "Программа расчёта статических характеристик магнитостатических волн в многослойной системе магнитных микроволноводов с магнонным кристаллом". Опубликовано 3 статьи в журналах, входящих в список WOS. Исполнители и руководитель проекта принимали участие в международных и всероссийских конференциях. Опубликовано 5 тезисов докладов.