ТОЛЩИННЫЕ ЗАВИСИМОСТИ ФМР в одноосных ГЕКСАФЕРРИТАХ БАРИЯ

January 16, 2013 by admin Комментировать »

Костенко В. И., Сорочак А. М., Чамор Т. Г., Чевнюк Л. В. Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко ул. Владимирская, 64, г. Киев, 01033, Украина тел.: +38044-526-64-03, e-mail: ctamila@univ.kiev.ua

Аннотация – Экспериментально исследуется влияния толщины ферритового слоя на параметры ФМР при намагничивании вдоль легкой оси в образцах BaFei20i9. Проведено сравнение с теорией магнитостатических колебаний для структуры плоскопараллельных доменов (ППДС) в эпитаксиальных пленках и объемных монокристаллах гексаферрита бария.

I.                                       Введение

Возросший в последнее время интерес к гексагональным ферритам [1-3], как к классическим высокочастотным материалам, связан с перспективой конструирования на их основе устройств миллиметрового диапазона СВЧ. В этой связи изучения особенностей поведения частотно-полевых зависимостей ФМР в эпитаксиальных пленках BaFei20igHa сегодняшний день является особенно актуальным.

II.                              Основная часть

в известных нам работах по ФМР в магнитоодноосных Кристалах с доменными структурами различных типов [4-6] экспериментальное исследование спектральных характеристик ФМР проводилось на объемных кристаллах гексаферритов бария для толщин t>30 мкм. Это ограничение связано с малой интенсивностью пиков поглощения при меньших толщинах. Проведенные нами исследования магнитных параметров эпитаксиальных пленок BaPei20i9, выращенных на подложках с гексагаллата стронция (ГГС) [2] показали, что подложка существенно увеличивает интенсивность поглощения в таких структурах и для толщин ферритового слоя t=1,5-5 мкм появляется возможность экспериментального исследования параметров ФМР.

В работе экспериментально исследованы частот- но-полевые зависимости ФМР в области перехода с доменного в насыщенное состояния для нескольких толщин эпитаксиальных пленок и пластинок объемных монокристаллов бариевого гексаферрита при нормальном намагничивании.

Расчет резонансных кривых проведен для низкочастотной ветви ω^(Η^,ί) (1) в области Но<Ннас и

для ветви насыщенного образца                          Но>Ннас

(2)  [5]:

где А, В, С, D – коэффициенты, которые зависят от Но, t.

пленках из-за влияния подложки на их магнитные параметры.

На рис. 2. изображена зависимость поля насыщения Ннас от толщины ферритового слоя, характер хода аналогичен приведенному на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость частоты перехода в насыщенное состояние от толщины ферритового слоя для BaFei20i9. Расчет (сплошная линия) по формуле (1); χ -экспериментальные данные для пленок; * -экспериментальные данные для пластинок объемных монокристаллов.

Fig. 1. The frequency of transition Into saturated condition \/s the ferrite layer thickness for BaFei20ig. The calculation (continuous line) uses the formula (1); χ -experimental data for films; # – experimental data for bulk monocrystal plates

где На=17 кЭ – поле кристаллографической анизотропии, намагниченность М=0,375 кГс.

Как видно из рис. 1, в области малых толщин ферритового слоя наблюдается значительный сдвиг экспериментальных данных в низкочастотную область спектра, что связано с уменьшением На в

Puc. 2. Зависимость поля насыщения Ннас от толщины ферритового слоя для BaFei20ig. Расчет (сплошная линия) по формуле (1); экспериментальные данные для пленок; *- экспериментальные данные для пластинок объемных монокристаллов.

Fig. 2. The saturation field Ннас vs the ferrite layer thickness for BaFei20ig. The calculation (continuous line) uses the formula (1); experimental data for films;

* – experimental data for bulk monocrystal plates.

II.                                  Заключение

Исследовано влияние толщины ферритового слоя на резонансные свойства одноосного кристалла

с ППДС в поле Но параллельном оси легкого намагничивания как в многодоменном состоянии, так и при насыщении. Расчет и сравнение с экспериментом приведен для бариевого гексаферрита в случае объемных монокристаллов t=17-60 мкм, а также для эпитаксиальных пленок толщинами 1,5-12 мкм и хорошо согласуется. Выяснено, что при толщинах эпитаксиальных пленок ?<15 мкм наблюдается существенный частотно-полевой сдвиг спектров ФМР, который необходимо учитывать при разработке элементов СВЧ трактов с использованием таких структур.

IV.                           Список литературы

[1]  Камзин А. С., Луцев Л. В., Петров В. А. Эпитаксиальные пленки гексагональных ферритов типа Ва-М. ФТТ, 2001, 43, № 12, с. 2157-2161.

[2]  Зависляк И. В., Костенко В. И., Чамор Т. Г., Чевнюк

Л. В. Ферромагнитный резонанс в эпитаксиальных пленках одноосных бариевых гексаферритов. ЖТФ, 2005, 75, № 4, с. 128-130.

[3]  Song Young-Yeal, Kalarickal Sangita, Patton C. Optimized pulsed laser deposited barium ferrite thin films with narrow FMR linewidths. J. Appl. Phys., 2003, 94, № 8, p. 5103-5110

[4]  Sigal M. A. FMR absorption in a thin uniaxial platelet with stripe domains. Phys. Stat. Sol (a), 1979, 51, № 1, p. 151 -161.

[5]  Kostenko V. I. and Sigal M. A. Magnetostatic waves in a thin uniaxial platelet with stripe domains magnetized along the easy axis. Phys. Stat. Sol (b), 1992, 170, p. 569-584.

[6]  Sigal M. A. and Kostenko V. I. Magnetostatic modes in a thin uniaxial platelet with bubble lattice at normal magnetization. Phys. Stat. Sol (a), 1991, 128, p. 219-234.

THICKNESS DEPENDENCES OF FERROMAGNETIC RESONANCE IN SINGLE-AXIS BARIUM HEXAFERRITES

Kostenko V. I., ChamorT. G.,

Chevnyuk L. V., Sorochak A. M.

Taras Shevchenko Kyiv National University 64 Volodymyrska Str, Kyiv, 01033, Ukraine Ph.: +380 (44) 526-64-03, e-mail: ctamHa@univ.kiev.ua

Abstract – The influence of ferrite layer thickness on FMR parameters under easy-axis magnetization in BaFei20i9samples has been investigated experimentally. Comparison has been made with the theory of magnetostatic oscillations for plane-parallel domain structures in barium hexaferrite epitaxial films and bulk monocrystals.

I.                                         Introduction

The growing interest in hexagonal ferrites [1-3] as classical RF materials is associated with the prospects of designing mm- wave devices on their basis. In this respect, the investigation of specific behavior of the FMR frequency-field dependences in BaFei20i9 epitaxial films is of particular interest nowadays.

II.                                        Main Part

The FMR frequency-field dependences have been experimentally studied in the transition area between domain and saturated states for several thicknesses of barium hexaferrite epitaxial films and bulk monocrystal plates under normal magnetization.

Resonance curves have been calculated for a low- frequency branch    (1)            in             the           area         Ho<         Hsai and for a

saturated sample branch ω^(Η^) [5] Ho> Hsai (2)

where A, B, C, D are coefficients depending upon Ho, t.

where Ha=17kOe Is the crystalline anisotropy field, M=0.375 kGs.

As shown In Fig. 1, a significant shift In the experimental data Is observed In the area of small thicknesses of the ferrite layer towards a low-frequency spectrum area, which Is due to the decreased Ha In films caused by the substrate Influence on their magnetic characteristics.

In Fig. 2 the dependence Is shown of the saturation field Hsai on the ferrite layer thickness, characteristics are similar to those shown In Fig. 1.

III.                                       Conclusion

It has been discovered that at epitaxial film thicknesses t<15μm a significant frequency-field shift of FMR spectra Is observed, which should be taken Into account during the development of microwave path components that Involve such structures.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г.  

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты