Vysokoe giromagnitnoe otnoshenie v tuliy-soderzhashchikh ferritakh-granatakh

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Рұқсат ақылы немесе тек жазылушылар үшін

Аннотация

Ферриты со структурой граната, содержащие редкоземельные ионы, характеризуются огромным разнообразием магнитных свойств, в частности, из-за различных g-факторов Ланде редкоземельных ионов и расщепления их энергетических уровней под действием кристаллических полей и/или спин-орбитального взаимодействия. Тулий-содержащие ферриты-гранаты Tm3Fe5O12 известны как материалы с пониженным гиромагнитным отношением. В данной работе показано, что эффективное гиромагнитное отношение в таких материалах можно значительно, в 3–5 раз повысить при разбавлении ионов железа ионами галлия, причем величина гиромагнитного отношения зависит как от содержания ионов галлия, так и от их распределения между октаэдрической и тетраэдрической подрешетками феррита-граната. Возможность достижения высокого гиромагнитного отношения в ферримагнетиках, не имеющих точек компенсации магнитного и углового моментов, впервые обнаружена экспериментально и подтверждена теоретически. Гиромагнитное отношение – ключевой параметр, определяющий скорость протекания процессов в спиновой системе магнетика, и полученные результаты имеют важное значение для значительного повышения быстродействия устройств спинтроники, создаваемых на базе ферримагнетиков.

Авторлар туралы

A. Fedorov

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН

Email: fedorov_a_s@inbox.ru
Москва, Россия

V. Demidov

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН

Москва, Россия

M. Logunov

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН

Москва, Россия

Әдебиет тізімі

  1. П. Г. Баранов, А. М. Калашникова, В. И. Козуб, В. Л. Коренев, Ю. Г. Кусраев, Р. В. Писарев, В. Ф. Сапета, И. А. Акимов, М. Байер, А. В. Щербаков, Д. Р. Яковлев, УФН 189(08), 849 (2019).
  2. С. А. Никитов, А. Р. Сафин, Д. В. Калябин, А. В. Садовников, Е. Н. Бегинин, M. B. Логунов, M. A. Морозова, C. A. Одинцов, C. A. Осокин, A. Ю. Шараевская, Ю. П. Шараевский, УФН 190(10), 1009 (2020).
  3. S. K. Kim, G. S. D. Beach, K.-J. Lee, T. Ono, T. Rasing, and H. Yang, Nat. Mater. 21(1), 24 (2022).
  4. H. A. Логинов, M. B. Логунов, B. B. Рандоликин, ФТТ 31(10), 58 (1989).
  5. X. Zhang, L. Jin, D. Zhang, B. Liu, H. Meng, L. Zhang, Z. Zhong, and X. Tang, Frontiers in Materials 9, 879711 (2022).
  6. Y. Nakamura, S. B. S. Chauhan, and P. B. Lim, Photonics 11(10), 931 (2024).
  7. T. G. H. Blank, K. A. Grishunin, E. A. Mashkovich, M. V. Logunov, A. K. Zvezdin, and A. V. Kimel, Phys. Rev. Lett. 127(3), 037203 (2021).
  8. T. G. H. Blank, E. A. Mashkovich, K. A. Grishunin, C. F. Schippers, M. V. Logunov, B. Koopmans, A. K. Zvezdin, and A. V. Kimel, Phys. Rev. B 108(9), 094439 (2023).
  9. L. E. Helseth, R. W. Hansen, E. I. Il'yashenko, M. Baziljevich, and T. H. Johansen, Phys. Rev. B 64(17), 174406 (2001).
  10. M. V. Logunov, S. S. Safonov, A. S. Fedorov, A. A. Danilova, N. V. Moiseev, A. R. Safin, S. A. Nikitov, and A. Kirilyuk, Phys. Rev. Applied 15(6), 064024 (2021).
  11. C. Tang, P. Sellappan, Y. Liu, Y. Xu, J. E. Garay, and J. Shi, Phys. Rev. B 94(14), 140403 (2016).
  12. A. J. Lee, S. Guo, J. Flores, B. Wang, N. Bagues, D. W. McComb, and F. Yang, Nano Lett. 20(6), 4667 (2020).
  13. A. Quindeau, C. O. Avci, W. Liu, C. Sun, M. Mann, A. S. Tang, M. C. Onbasli, D. Bono, P. M. Voyles, Y. Xu, J. Robinson, G. S. D. Beach, and C. A. Ross, Advanced Electronic Materials 3(1), 1600376 (2017).
  14. O. Ciubotariu, A. Semisalova, K. Lenz, and M. Albrecht, Sci. Rep. 9(1), 17474 (2019).
  15. G. F. Dionne and P. F. Tumelty, J. Appl. Phys. 50(12), 8257 (1979).
  16. G. F. Dionne and G. A. Allen, J. Appl. Phys. 75(10), 6372 (1994).
  17. R. Timalsina, B. Giri, H. Wang, A. Erickson, S. Sarin, S. Lamichhane, S. Liou, J. E. Shield, X. Xu, and A. Laraoui, Advanced Electronic Materials 11(3), 2400398 (2025).
  18. G. J. Omar, P. Gargiani, M. Valvidares, Z. S. Lim, S. Prakash, T. S. Suraj, A. Ghosh, S. T. Lim, J. Lourembam, and A. Ariando, Adv. Funct. Mater. 35(4), 2414188 (2025).
  19. A. J. Lee, S. Guo, A. S. Ahmed, and F. Yang, Phys. Rev. B 102(17), 174434 (2020).
  20. R. K. Wangsness, Phys. Rev. 91(5), 1085 (1953).
  21. C. Kittel, Phys. Rev. 115(6), 1587 (1959).
  22. J. H. van Vleck, Phys. Rev. 123(1), 58 (1961).
  23. R. C. LeCraw, S. L. Blank, G. P. Vella-Coleiro, Appl. Phys. Lett. 26(7), 402 (1975).
  24. K.-J. Kim, S. K. Kim, Y. Hirata, S.-H. Oh, T. Tono, D.-H. Kim, T. Okuno, W. S. Ham, S. Kim, G. Go, Y. Tserkovnyak, A. Tsukamoto, T. Moriyama, K.-J. Lee, and T. Ono, Nat. Mater. 16(12), 1187 (2017).
  25. G. F. Dionne, C. M. Hen, Thema's XSTP 114(3-4), 250 (2021).
  26. Y. Zhang, X. Feng, Z. Zheng, Z. Zhang, K. Lin, X. Sun, G. Wang, J. Wang, J. Wei, P. Vallobra, Y. He, Z. Wang, L. Chen, K. Zhang, Y. Xu, and W. Zhao, Appl. Phys. Rev. 10(1), 011301 (2023).
  27. A. G. Gurevich and G. A. Melkov, Magnetization Oscillations and Waves, CRC Press, London (2020).
  28. L. Landau and E. Lifshits, Phys. Z. Sowjetunion 8, 153 (1935).
  29. T. L. Gilbert and J. M. Kelly, Conference on Magnetism and Magnetic Materials: Papers Presented, Pittsburgh, Pa., June 14-16, 1955 American Institute of Electrical Engineers Michigan; https://books.google.ru/books?id=GcxWAAAAMAAJ.
  30. T. L. Gilbert, IEEE Trans. Magn. 40(6), 3443 (2004).
  31. V. V. Demidov and T. A. Shaikhulov, J. Magn. Magn. Mater. 566, 170299 (2023).
  32. B. B. Демидов, И. В. Борисенко, А. А. Климов, Г. А. Овсянников, А. М. Петржик, С. А. Никитов, ЖЭТФ 139(5), 943 (2011).
  33. Yu. B. Kudasov, M. V. Logunov, R. V. Kozabaranov, I. V. Makarov, V. V. Platonov, O. M. Surdin, D. A. Maslov, A. S. Korshunov, I. S. Strelkov, A. I. Stognij, V. D. Selemir, and S. A. Nikitov, Appl. Phys. Lett. 120, 122403 (2022).
  34. G. F. Dionne, J. Appl. Phys. 47(9), 4220 (1976).
  35. M. J. Gross, T. Su, J. J. Bauer, and C. A. Ross, Phys. Rev. Applied 21(1), 014060 (2024).
  36. G. F. Dionne, J. Appl. Phys. 41(12), 4874 (1970).
  37. P. Roschmann and P. Hansen, J. Appl. Phys. 52(10), 6257 (1981).
  38. D. Scheffler, O. Steuer, S. Zhou, L. Siegl, S. T. B. Goennenwein, and M. Lammel, Phys. Rev. Materials 7(9), 094405 (2023).
  39. S. Geller, J. A. Cape, G. P. Espinosa, and D. H. Leslie, Phys. Rev. 148(2), 522 (1966).

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025