Vysokoe giromagnitnoe otnoshenie v tuliy-soderzhashchikh ferritakh-granatakh

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

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.

Bibliografia

  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).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).