Ферромагнитный резонанс в массивах магнитных микрополосок Докладчик: аспирант 1 года обучения Р. В. Горев Научный руководитель: в. н. с. ИФМ РАН, д.ф.-м.н. В. Л. Миронов План доклада: 1. Введение. 2. Теоретическое описание динамических свойств ферромагнетика. 3. Принципы микромагнитного моделирования. 4. Эксперимент по изучению спектра ФМР. 5. Численный расчет спектра ФМР. 2 Введение 200 нм 3 мкм 3 мкм 3 Уравнение Ландау-Лифшица H eff H eff M t M M [ M H eff ] t M M [ M H eff ] 2 [ M [ M H eff ]] t M 4 Эффективное поле M [ M H eff ] t H eff E M E Eext Eexch Ean Ed Eext - ( M (r ) H ext (r ))dV V Eexch M A xi 2 Ean KM x2 1 Ed - ( M (r ) H d (r ))dV 2V 5 Размагничивающее поле 1 Ed - ( M (r ), H d (r ))dV 2V divH d (r ) -4 div( M (r )) 1 r ( M (r ) ( ))dV V H d (r ) -( (r )) (r ) -div(4 M ( r )) ( r ) H d (r ) N (r ) M (r ) 2 N ik xi xk dr ' r r' V 6 Размагничивающие факторы y Шар N xx N yy N zz 4 3 Бесконечная пластина N xx N zz 0 N yy 4 Бесконечный цилиндр N yy N zz 2 N xx 0 Эллипсоид a bc e 1 b2 a 2 1 e2 1 e N xx 2 3 ln 2e N yy N zz 2 (1 N xx ) e 1 e z x 7 Колебания однородно намагниченного эллипсоида y H ex M [ M , H eff ] t H eff H d H ex N M H ex z Hd H0 h M M0 m N xx m M 0 const h H 0 const N 0 0 it i t m me h he N yy N zz x 0 N yy 0 0 0 N zz ( H ex ( N yy - N xx ) M 0 ) 8 Принципы микромагнитного моделирования M [ M , H eff ] 2 [ M ,[ M , H eff ]] t M E Eext Eexch Ean Ed H eff E M y z x M 3r ( M r ) hd 3 V 5 r r ( M i M j ) 3( M j r )( M i r ) 2 Wdij V 3 5 r r 9 Алгоритм расчета ФМР-спектра 1) H ex 1 Oe y z 3) mz (t ) 2) H ex 0 y H ex x z x 4) mz (t ) FT mz ( ) 10 400 nm Алгоритм расчета ФМР-спектра 200 nm Roman Adam et al., JAP, 101, 09F516 (2007). 11 Эксперимент по изучению спектра ФМР s 9.8 GHz 12 Эксперимент по изучению спектра ФМР 13 Изготовление микрополосок 1 – подложка Si 2 – резист PMMA (нанесение на центрифуге) 3 – магнитный материал Ni80Fe20 (магнетронное напыление) 14 Эксперимент по изучению спектра ФМР 3 мкм 600 нм 3000 нм 30 нм Ms = 750 G 15 Алгоритм расчета «полевого» спектра ФМР y M t [ M , H eff ] M 2 [ M ,[ M , H eff ]] H eff H ex h ex z x H ex1 : mz (t ) FT mz ( s ) H ex 2 : mz (t ) FT mz ( s ) mz ( H ex ) H exn : mz (t ) FT mz ( s ) 16 «Полевой» ФМР-спектр микрополоски 1 2 3 4 1 2 3 4 17 Заключение Экспериментально и численно исследованы СВЧ-свойства массива ферромагнитных микрополосок, разработан алгоритм расчета их ФМР-спектров. 18 Спасибо за внимание 19