ИНДУЦИРОВАННАЯ ЛАЗЕРОМ СПИНОВАЯ ДИНАМИКА В ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ФЕРРИТ-ГРАНАТОВЫХ ПЛЁНКАХ

Выпускная квалификационная работа. Аннотация. Целью квалификационной работы является экспериментальное и теоретическое исследование магнитостатических волн, индуцированных сфокусированными (5 мкм), периодическими (80 МГц), фемтосекундными (100фс) лазерными импульсами в эпитаксиальных плёнках железо-иттриевого граната. В рамках данной работы используется двухцветная установка накачка-зондирование с энергиями 2.26 и 1.51 эВ, соответственно. Исследование спиновых волн проводилось посредством измерения эффекта Фарадея с временным разрешением. Были получены зависимости формы спиновых волн от таких параметров, как: относительная ориентация кристаллографических осей образца и внешнего магнитного поля, угол между магнитным полем и плоскостью плёнки и направление распространения волн по отношению к магнитному полю. Была построена математическая модель, описывающая экспериментальные данные. В модели считается, что взаимодействие импульса с магнитной подсистемой образца происходит благодаря обратному эффекту Фарадея. Полученные в ходе работы результаты развивают существующий оптический способ управления спиновой динамикой в пространстве и времени, что имеет первостепенное значение для современной спинтроники, а также могут быть использованы для локального анализа магнитных микроструктур. Заключение. 1. Представлен аналитический обзор спиновых колебаний и волн, возбуждаемых в ферромагнитных плёнках, приведена их классификация и условия возбуждения. 2. Показано, что малое отклонение оси [111] от нормали плёнки нарушает симметрию в 120° ориентационной зависимости частоты однородной прецессии, но практически не сказывается на диапазоне частот МСВ, в котором смещаются спектральные максимумы при повороте поля. Найдено и обосновано, что малое отклонения оси вращения плёнки от её нормали приводит к намного большему искажению зависимости частоты МСВ от угла поворота поля, чем отклонение нормали плёнки от оси [111], и к заметному увеличению диапазона частот МСВ. 3. Получены и проанализированы частотные зависимости МСВ, генерируемых микроволновым полем, излучаемых микрополосковой антенной. Найдены частоты однородной прецессии намагниченности при различных внешних полях. 4. Разработаны программное обеспечение и методика определения магнитных констант плёнок из экспериментальных данных. Особенностью методики является отсутствие малых параметров и, как следствие, большая точность по сравнению с приближёнными методиками. 5. Подробно исследован оптический способ возбуждения динамики МСВ. Объяснён механизм влияния размера и формы импульса накачки на направление распространения МСВ. 6. Разработано программное обеспечение и построена математическая модель, описывающая экспериментальные данные. Особенностью модели является то, что она учитывает размер, форму, мощность и угол падения импульсов накачки, кубическую и одноосную анизотропия, а также относительную ориентацию нормали плёнки, кристаллографических осей, внешнего поля и направления распространения спиновых волн. 7. Найдены и промоделированы зависимости формы МСВ, индуцированных лазером, от относительной ориентации кристаллографических осей образца и внешнего магнитного поля, от угла между магнитным полем и плоскостью плёнки и от направления распространения волн по отношению к магнитному полю. Впервые были получены поверхностные комплексные волны, индуцированные оптическим методом, и было обнаружено наличие нелинейной зависимости амплитуды прецессии намагниченности в плёнке от плотности энергии в импульсе накачки. Отзыв научного руководителя. Выпускная квалификационная работа Додонова Д.В. посвящена теоритическому и экспериментальному исследованию индуцированной лазером спиновой динамики в эпитаксиальных феррит-гранатовых плёнках. Проблема возбуждения в ферромагнитных плёнках магнитостатических волн и управления их свойствами является актуальной и значимой, особенно для приборов современной магноники. За последний год в Российском Квантовом Центре Додонов Д.В. проявил высокую активность, трудолюбие, большой интерес и творческий подход к работе. Он изучил теоретические основы физики магнитостатических волн, выполнил обзор литературы по тематике дипломной работы, провёл теоретическое и экспериментальное иссле-дование динамики спиновых волн в плёнке (LuBi)3Fe5O12. Результаты моделирования, полученные из разработанной студентом математической модели, хорошо согласуются с экспериментальными данными. В работе Додонова Д.В. впервые были получены поверхностные комплексные волны (волны с комплексным волновым вектором), индуцированные оптическим методом, а также впервые найдено значение мощности накачки, для которого эффективность возбуждения магнитостатических волн максимальна. Дипломная работа выполнена на высоком уровне, имеет большое практическое значение и заслуживает оценки «отлично», а ее автор Додонов Д.В. достоин присвоения степени бакалавра и рекомендации для поступления в магистратуру МФТИ. Научный руководитель, д.ф.-м.н.Звездин А.К.

Физика
Исследования

Вуз: Московский физико-технический институт (государственный университет) (МФТИ)

ID: 56c4847b5f1be746330003ec
UUID: ded71960-da6a-0133-22bd-525400003e20
Язык: Русский
Опубликовано: больше 2 лет назад
Просмотры: 771

183.68

Дмитрий Додонов

Московский физико-технический институт (государственный университет) (МФТИ)


11

Комментировать 5

Рецензировать 0

Скачать - 0 байт


Поделиться работой
Current View

- у работы пока нет рецензий -

0.5
Александр Огальцов

Очень радуюсь за российскую науку, читая такие работы!


0.5
Юрий Никоненко

Давно не читал таких грамотных работ по данной тематике. Авторы постарались.


0.5
Andrey Krylov

Норм. Данная работа вносит огромный вклад в исследование спиновой динамики в эпитаксиальных феррит-гранатовых пленках.


0.5
Вячеслав Баринов

Полностью поддерживаю предыдущий комментарий


0.5
Вадим Ахтямов

Отличная работа. Очень интересная.

Для лиц старше 18 лет