ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2024. №11
Текст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.11.3
УДК: 537.874; 537.624
НЕСТАЦИОНАРНЫХ МАГНИТОУПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ
В СХЕМЕ МАГНИТОСТРИКЦИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Ф.Ф. Асадуллин 1, Д.А. Плешев 1, В.Г. Шавров 2, В.И. Щеглов 2
1 Сыктывкарский лесной институт
167982, Сыктывкар, ул. Ленина, 39
2 Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН
125009, Москва, ул. Моховая, 11 к. 7
Статья поступила в редакцию 23 июня 2024 г.
Аннотация. Работа посвящена рассмотрению параметрического возбуждения нестационарных магнитоупругих колебаний в схеме магнитострикционного преобразователя при воздействии света от фемтосекундного лазера. Рассмотрена синусоидальная модуляция намагниченности насыщения. Выделены два режима – знакопостоянный и знакопеременный. Показано, что при знакопеременной модуляции возникает резко выраженный нестационарный запаздывающий всплеск амплитуды магнитных и упругих колебаний. Показано, что в механизме формирования всплеска решающую роль играет магнитоупругое взаимодействие. Исследованы зависимости амплитуды всплеска от константы магнитоупругого взаимодействия, от параметров магнитной и упругой релаксации, от величины постоянного поля и толщины магнитоупругой пластины. Исследована структура всплеска при изменении величины шага по времени. Показано, что изменение шага приводит к изменению положения всплеска по времени и его амплитуды, что говорит о фрактальном характере всплеска. Приведены некоторые рекомендации для дальнейшего развития работы.
Ключевые слова: магнитоупругое взаимодействие, параметрическое возбуждение, нестационарные колебания.
Финансирование: Работа выполнена в рамках государственного задания Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН.
Автор для переписки: Щеглов Владимир Игнатьевич, vshcheg@cplire.ru
Литература
1. Kirilyuk A., Kimel A.V., Rasing T. Ultrafast optical manipulation of magnetic order. // Rev. Mod. Phys. 2010. V.82. №3. P.2731-2784.
2. Bigot J.V., Vomir M. Ultrafast magnetization dynamics of nanostructures. // Ann. Phys. (Berlin). 2013. V.525. №1-2. P.2-30.
3. Власов В.С., Голов А.В., Котов Л.Н., Щеглов В.И., Ломоносов А.М., Темнов В.В. Современные проблемы сверхбыстрой магнитоакустики. // АЖ (Акустический журнал). 2022. Т.68. №1. С.22-56.
4. Every A.G. Measurement of the near-surface elastic properties of solids and thin supported films. // Meas. Sci. Technol. (Measurement Science and Technology). 2002. V.13. P.R21-R39.
5. Ka Shen, Bauer G.E.W. Laser-induced spatiotemporal dynamics of magnetic films. // Phys. Rev. Lett. 2015. V.115. №19. P.197201(5).
6. Jäger J.V., et al. Picosecond inverse magnetostriction in galfenol thin films. // Appl. Phys. Lett. 2013. V.103. №3. P.032409(5).
7. Jäger J.V., et al. Resonant driving of magnetization precession in a ferromagnetic layer by coherent monochromatic phonons. // Phys. Rev. B. 2015. V.92. №2. P.020404(5).
8. Dreher L., et al. Surface acoustic wave driven ferromagnetic resonance in nickel thin films: theory and experiment. // Phys. Rev. B. 2012. V.86. №13. P.134415(13).
9. Thevenard L., et al. Surface-acoustic-wave-driven ferromagnetic resonance in (Ga,Mn)(As,P) epilayers. // Phys. Rev. B. 2014. V.90. №9. P.094401(8).
10. Janusonis J., et al. Ultrafast magnetoelastic probing of surface acoustic transients. // Phys. Rev. B. 2016. V.94. №2. P.024415(7).
11. Janusonis J., et al. Transient grating spectroscopy in magnetic thin films: simultaneous detection of elastic and magnetic dynamics. // Scientific reports. 2016. 6:29143. P.1-10.
12. Chang C.L., et al. Parametric frequency mixing in a magnetoelastically driven linear ferromagnetic oscillator. // Phys. Rev. B. 2017. V.95. №6. P.060409(5).
13. Lomonosov A.M., et al. Magneto-elastic symmetry breaking with surface acoustic waves. // Proceedings of “The 7th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics” (META-16 Malaga-Spain). ISSN 2429-1390. metaconferences.org. P.1-2.
14. Власов В.С., Макаров П.А., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Ориентационные характеристики возбуждения магнитоупругих волн фемтосекундным импульсом света. // Журнал радиоэлектроники. – 2017. – №. 6.
15. Власов В.С., Макаров П.А., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Колебания намагниченности в магнитоупругой среде при ударном воздействии упругого смещения. // Журнал радиоэлектроники. – 2018. – №. 4. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2018.4.3
16. Beaurepaire E., Merle J.C., Daunois A., Bigot J.Y. Ultrafast spin dynamics in ferromagnetic nickel. // Phys. Rev. Lett. 1996. V.76. №22. P.4250-4253.
17. Koopmans B., et al. The paradoxical diversity of ultrafast laser-induced demagnetization reconciled. // Nature Materials. Supplementary Information. 2009. P.1-4.
18. Koopmans B., et al. Explaining the paradoxical diversity of ultrafast laser-induced demagnetization. // Nature Materials. 2010. V.9. №3. P.259-265. Published online: Nature Materials. Articles. 2009. P.259-265.
19. Власов В.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Электромагнитное излучение при ударном изменении намагниченности под действием фемтосекундного импульса света. // ПЖТФ. 2021. Т.47. №11. С.3-5.
20. Власов В.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Излучение электромагнитной волны из магнитной пленки при воздействии фемтосекундного импульса света. // Журнал радиоэлектроники. – 2020. – №. 6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.6.14
21. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Нелинейная динамика установления намагниченности в ферритовой пластине с магнитоупругими свойствами в условиях ориентационного перехода. // РЭ. 2010. Т.55. №6. С.689-701.
22. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Нелинейное возбуждение гиперзвука в ферритовой пластине при ферромагнитном резонансе. // РЭ. 2009. Т.54. №7. С.863-874.
23. Иванов А.П., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Нестационарное запаздывание развития колебаний магнитострикционного преобразователя в условиях умножения частоты возбуждения. // РЭ. 2023. Т.68. №5. С.445-453.
Для цитирования:
Асадуллин Ф.Ф., Плешев Д.А., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Параметрическое возбуждение нестационарных магнитоупругих колебаний в схеме магнитострикционного преобразователя. // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – №. 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.11.3