Нелинейное возбужденние гиперзвука в двухслойной ферритовой структуре

Abstract

The nonlinear task about hypersound excitation in normal magnetized structure is investigated. This structure consist of two infinite magnetic dielectric plates put together. The magnetic and magnetoelastic parameters of plates are different but elastic parameters are the same. The motion equations and boundary conditions for magnetization and elastic displacement components are found in the case of arbitrary magnetization vector angle. The numeric calculation of equation system is made by Runge-Cutta method. It is shown that in nonlinear regime because of magnetic resonances connection the excited hypersound amplitude increases to a great extent and may to exceed the linear regime amplitude on two orders.

• nonlinear vibrations

Аннотация (на русском)

Нелинейное возбужденние гиперзвука в двухслойной ферритовой структуре

Рассмотрена нелинейная задача о возбуждении гиперзвука в нормально намагниченной структуре, состоящей из двух сложенных вместе бесконечно протяженных пластин из упругого магнитодиэлектрика, причем магнитные и магнитоупругие параметры слоев различны, а упругие – одинаковы. Получены уравнения движения и граничные условия для компонент намагниченностей и упругих смещений в слоях в случае произвольных углов прецессии векторов намагниченности. Выполнено численное решение полученной системы методом Рунге-Кутта. Показано, что в нелинейном режиме за счет взаимодействия магнитных резонансов слоев амплитуда возбуждаемого гиперзвука резко возрастает и может превышать амплитуду линейного режима более чем на два порядка.

For citation

References

1. Кикучи Е. Ультразвуковые преобразователи. М.: Мир. 1972.
2. Голямина И.П. Магнитострикционные излучатели из ферритов. В кн.: Физика и техника мощного ультразвука. Кн.1. Источники мощного ультразвука. М., Наука, 1967.
3. Comstock R.L., LeCraw R.C. // J. Appl. Phys. 1963. V.34. № 10. P.3022.
4. Ле-Кроу Р., Комсток Р. В кн.: У. Мэзон (ред.): Физическая акустика. Т.3Б. Динамика решетки. М.: Мир. 1968. С.156.
5. Bommel H.E., Dransfeld K. // Phys. Rev. Lett. 1959. V.3. № 2. P.83.
6. Spencer E.G., Denton R.T., Chambers R.P. // Phys. Rev. 1962. V.125. № 6. P.1950.
7. Eggers F.G., Strauss W. // J. Appl. Phys. 1963. V.34. № 4. Pt.2. P.1180.
8. Ферриты в нелинейных сверхвысокочастотных устройствах: Сб. статей: Пер. с англ. под ред. А.Г. Гуревича. М.: ИЛ. 1961.
9. Suhl H. // J. Phys. Chem. Sol. 1957. V.1. №4. P.209. (Перевод в [8]. С.163.).
10. Моносов Я.А. // Нелинейный ферромагнитный резонанс. М.: Наука. 1971.
11. Захаров В.Е., Львов В.С., Старобинец С.С. // УФН. 1974. Т.114. №4. С.609.
12. A.G. Temiryazev, M.P. Tikhomirova, P.E. Zilberman. // J. Appl. Phys. 1994. V.76. №12. P.5586.
13. Зильберман П.Е., Темирязев А.Г., Тихомирова М.П. // ЖЭТФ, 1995. Т.108. №1. С.281.
14. Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е., Темирязев А.Г., Тихомирова М.П. // РЭ. 1999. Т.44. № 10. С.1262.
15. Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е., Темирязев А.Г., Тихомирова М.П. // ФТТ. 2000 Т.42. №6. С.1062.
16. Gerrits Th., Schneider M.L., Kos A.B., Silva T.J. // Phys.Rev.B. 2006. V.73. №9. P.094454(7).
17. Семенцов Д.И., Шутый А.М. // УФН. 2007. Т.177. № 8. С.831.
18. Власов В.С. // Исследование релаксационной и нелинейной динамики магнитных и магнитоупругих колебаний пленок и частиц. Диссертация на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук. М.: МГУ. 2007.
19. Карпачев С.Н., Власов В.С., Котов Л.Н. // Вестник МГУ. Сер.3. 2006. № 6. С.60.
20. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2009. Т.54. №7. С.863.
21. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Наука. 1972.
22. Романовский П.И. Ряды Фурье. Теория поля. Аналитические и специальные функции. Преобразование Лапласа. М.: Наука. 1964.
23. Степанов В.В. Курс дифференциальных уравнений. М.,Л.: ОГИЗ. Гос. изд. техн.-теор. лит. 1945.
24. Эльсгольц Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. М.: Наука. 1965.
25. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука. 1973.
26. Стрелков С.П. Введение в теорию колебаний. М.: Наука. 1964.
27. Мигулин В.В., Медведев В.И., Мустель Е.Р., Парыгин В.Н. Основы теории колебаний. М.: Наука. 1978.