Spin waves in one-dimensional magnonic crystals with two spatial periods

Abstract

The propagation of surface and backward volume magnetostatic waves in a one-dimensional magnonic crystal in the form of a yttrium iron garnet film with two periodic lattices of grooves with different periods etched on its surface was experimentally studied. It is shown that the form of the frequency dependence of the transmission coefficient of magnetostatic waves in such crystal is not a simple superposition of similar dependences for two magnonic crystals with the same lattice periods.

• magnonic crystal
• magnetostatic waves
• Bragg resonances

Аннотация (на русском)

Спиновые волны в одномерных магнонных кристаллах с двумя пространственными периодами

Экспериментально исследовано распространение поверхностных и обратных объемных магнитостатических волн в одномерном магнонном кристалле в виде пленки железо-иттриевого граната с вытравленными на ее поверхности двумя периодическими решетками из канавок с различающимися периодами. Показано, что вид частотной зависимости коэффициента передачи магнитостатических волн в таком кристалле не является простой суперпозицией аналогичных зависимостей для двух магнонных кристаллов с теми же периодами решетки.

For citation

References

1. Гуляев Ю. В., Никитов С. А. Магнонные кристаллы-спиновые волны в периодических структурах // Доклады Академии наук. - Федеральное государственное бюджетное учреждение" Российская академия наук", 2001. - Т. 380. - №. 4. - С. 469-471. https://doi.org/10.3367/UFNr.0185.201510m.1099
2. Ustinov A. B., Drozdovskii A. V., Kalinikos B. A. Multifunctional nonlinear magnonic devices for microwave signal processing // Applied physics letters. - 2010. - Т. 96. - №. 14. https://doi.org/10.1063/1.3386540
3. Serga A. A., Chumak A. V., Hillebrands B. YIG magnonics //Journal of Physics D: Applied Physics. - 2010. - V. 43. - N. 26. - P. 264002. https://doi.org/10.1088/0022-3727/43/26/264002
4. Высоцкий С. Л. и др. Cпектр спин-волновых возбуждений касательно намагниченного двухмерного гексагонального ферритового магнонного кристалла // Радиотехника и электроника. - 2010. - Т. 55. - №. 7. - С. 855-865.
5. Chumak A. V. et al. Scattering of surface and volume spin waves in a magnonic crystal // Applied Physics Letters. - 2009. - V. 94. - N. 17. - P.083906. https://doi.org/10.1063/1.3127227
6. Высоцкий С. Л. и др. Влияние металлизации ферритового магнонного кристалла на брэгговские резонансы поверхностных магнитостатических волн // Письма в Журнал технической физики. - 2011. - Т. 37. - №. 21. - С. 76-81.
7. Устинов А. Б., Григорьева Н. Ю., Калиникос Б. А. Наблюдение солитонов огибающей спиновых волн в периодических магнитных пленочных структурах // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 2008. - Т. 88. - №. 1. - С. 34-39.
8. Inoue M. et al. Investigating the use of magnonic crystals as extremely sensitive magnetic field sensors at room temperature // Applied Physics Letters. - 2011. - V. 98. - N. 13. - P. 132511. https://doi.org/10.1063/1.3567940
9. Kryshtal R. G., Medved A. V. Surface acoustic wave in yttrium iron garnet as tunable magnonic crystals for sensors and signal processing applications // Applied Physics Letters. - 2012. - V. 100. - N. 19. - P.192410. https://doi.org/10.1063/1.4714507
10. Fetisov Y. K., Ostrovskaya N. V., Popkov A. F. Parametrical interaction of magnetostatic volume waves in a space-time periodic magnetic field // Journal of applied physics. - 1996. - V. 79. - N. 8. - P. 5730-5732. https://doi.org/10.1063/1.362233
11. Chumak A. V. et al. A current-controlled, dynamic magnonic crystal // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2009. - V. 42. - N. 20. - P. 205005. https://doi.org/10.1088/0022-3727/42/20/205005
12. Morozova M. A. et al. Laser-induced Bragg resonances in ferrit/semiconductor heterostructure // Applied Physics Letters. - 2023. - V. 123. - N. 20. - P.202406. https://doi.org/10.1063/5.0177337
13. Mruczkiewicz M. et al. Observation of magnonic band gaps in magnonic crystals with nonreciprocal dispersion relation //Physical Review B. - 2014. - V. 90. - N. 17. - P. 174416. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.90.174416
14. Высоцкий С.Л., Павлов Е. С. Ориентационная зависимость положения и ширины полос непропускания в спектре поверхностных магнитостатических волн в одномерном ферритовом магнонном кристалле // Гетеромагнитная микроэлектроника. - 2010. - №8. - C.116-120
15. Высоцкий С. Л. и др. Спектр и потери поверхностных магнитостатических волн в одномерном магнонном кристалле // Журнал технической физики. - 2011. - Т. 81. - №. 2. - С. 150-152.
16. Высоцкий С. Л. и др. Поверхностные спиновые волны в одномерных магнонных кристаллах с двумя пространственными периодами // Письма в Журнал технической физики. - 2015. - Т. 41. - №. 22. - С. 66-73.
17. Damon R. W., Eshbach J. R. Magnetostatic modes of a ferromagnet slab // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 1961. - V. 19. - N. 3-4. - P. 308-320. https://doi.org/10.1016/0022-3697(61)90041-5
18. Filimonov Y. et al. Magnetostatic surface wave propagation in a one-dimensional magnonic crystal with broken translational symmetry // Applied Physics Letters. - 2012. - Т. 101. - №. 24. - P.242408. https://doi.org/10.1063/1.4771126.
19. Donahue M. J., Porter D. G. OOMMF user's guide, version 1.0. - 1999.