Метаповерхности для управления спин-волновыми процессами в магнитных микро- и наноразмерных структурах

В рамках проекта предлагается создание новых материалов микроволнового диапазона в виде метаповерхностей для управления распространением спиновыми волнами в ферромагнитных микро- и наноструктурах. Наличие вблизи границы ферромагнитной среды метаповерхностей с различными комбинациями знаков диэлектрической и магнитной проницаемости, а также метаповерхностей с включением нелинейных элементов (нелинейных метаповерхностей), созданных из нелинейных полупроводниковых и диэлектрических материалов, может привести к появлению новых линейных и нелинейных феноменов, которые не наблюдались ранее в отсутствие метаповерхностей. Актуальность решения данной проблемы продиктована необходимостью создания новой элементной базы для бурно развивающегося направления – магноника с целью разработки управляемых многофункциональных спин-волновых устройств нового поколения. До настоящего времени основные исследования в данном направлении были направлены на выяснение особенностей распространения спиновых волн в периодических микро- и наноструктурах – магнонных кристаллах (МК), период следования которых был сопоставим с длиной спиновой волны. Для управления спиновыми волнами на поверхности МК использовались однородные ферромагнитные пленки, полупроводниковые и сегнетоэлектрические пластины, а также дополнительные МК. Однако все перечисленные выше поверхности не обладали субволновой структурой, приводящей к появлению у них уникальных электрических и магнитных свойств. Научная новизна предлагаемых в проекте исследований заключается в создании планарных метаматериалов, период следования которых будет намного меньше длины спиновой волны, и использовании таких метаматериалов для разработки управляемых устройств нового поколения.