Magnon-fotonnaya gibridizatsiya mod v strukture elektromagnitnyy rezonator/ferromagnitnaya plenka

Capa
  • Autores: Samoylenko K.D1,2, Gabrielyan D.A1,3, Safin A.R1,4, Nikitov S.A1,2,5
  • Afiliações:
    1. Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
    2. Московский физико-технический институт
    3. Национальный исследовательский университет "МЭИ"
    4. Национальный исследовательский университет “МЭИ”
    5. Саратовский государственный университет
  • Edição: Volume 122, Nº 9-10 (2025)
  • Páginas: 572-579
  • Seção: Articles
  • URL: https://rjsvd.com/0370-274X/article/view/697200
  • DOI: https://doi.org/10.7868/S3034576625110082
  • ID: 697200

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

В работе впервые выполнено полное численное моделирование магион-фотонной гибридизации в технологически простой системе на основе пленки железо-иттриевого граната и сверхвысокочастотного резонатора, интегрированного в микрополосковую линию, с использованием пакета ANSYS HFSS. Показано характерное расщепление резонансных частот (антикроссинг), свидетельствующее о реализации режима сильной связи между магнонными и фотонными модами. Получена величина относительного расщепления частот порядка ~ 6 · 10-2. Кроме того, исследовано влияние пространственного положения железо-иттриевого граната резонатора на параметры гибридных состояний и продемонстрирована возможность управления частотой гибридизации за счет подстройки параметров резонатора. Результаты демонстрируют возможность реализации сильной магион-фотонной связи в простой и легко воспроизводимой микрополосковой структуре и могут быть использованы при проектировании сенсоров, перестраиваемых сверхвысокочастотных фильтров и элементов гибридных магнонных или квантовых систем.

Sobre autores

K. Samoylenko

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Московский физико-технический институт

Email: kris_samoylenko@mail.ru
Москва, Россия; Долгопрудный, Россия

D. Gabrielyan

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Национальный исследовательский университет "МЭИ"

Москва, Россия; Москва, Россия

A. Safin

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Национальный исследовательский университет “МЭИ”

Москва, Россия; Москва, Россия

S. Nikitov

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Московский физико-технический институт; Саратовский государственный университет

Лаборатория “Магнитные метаматериалы” Москва, Россия; Долгопрудный, Россия; Саратов, Россия

Bibliografia

  1. H. Huebl, C. W. Zollitsch, J. Lotze, F. Hocke, M. Greifenstein, A. Marx, R. Gross, and S. T. B. Goennenwein, Phys. Rev. Lett. 111(12), 127003 (2013).
  2. X. Zhang, C. Zou, L. Jiang, and H. X. Tang, J. Appl. Phys. 119(2), 023905 (2016).
  3. Y. P. Wang, G. Q. Zhang, D. Zhang, T. F. Li, C. M. Hu, and J. Q. You, Phys. Rev. Lett. 120(5), 057202 (2018).
  4. S. Kaur, B. M. Yao, J. W. Rao, Y. S. Gui, and C. M. Hu, Appl. Phys. Lett. 109(3), 032411 (2016).
  5. B. H. Bennukuf, B. B. Epеменко, Э. В. Матюшкин, Письма в ЖЭТФ 27, 239 (1978).
  6. Z. J. Tay, W. T. Soh, and C. K. Ong, J. Magn. Magn. Mater. 451, 235 (2018).
  7. L. L. V. Abdurakhimov, Y. M. Bunkov, and D. Konstantinov, Phys. Rev. Lett. 114(22), 226402 (2015).
  8. L. Bai, K. Blanchette, M. Harder, Y. P. Chen, X. Fan, J. Q. Xiao, and C. M. Hu, IEEE Trans. Magn. 52(7), 1 (2016).
  9. C. B. Гришин, B. C. Гришин, B. B. Гурзо, Ю. П. Шараевский, Радиотехника и электроника 48(6), 724 (2003).
  10. D. Zhang, C. L. Zou, L. Jiang, and H. X. Tang, Phys. Rev. Lett. 113, 156401 (2014).
  11. Y. P. Wang, G. Q. Zhang, D. Zhang, X. Q. Luo, W. Xiong, S. P. Wang, T. F. Li, C. M. Hu, and J. Q. You, Phys. Rev. B 94(22), 224410 (2016).
  12. Ю. В. Гуляев, П. Е. Зильберман, Г. Т. Казаков, Письма в ЖЭТФ 34, 500 (1981).
  13. Y. Shi, D. Zhang, C. Zhang, C. Jiang, and G. Chai, J. Phys. D: Appl. Phys. 52(30), 305001 (2019).
  14. G. Q. Zhang, Y. P. Wang, and J. Q. You, Sci. China Phys. Mech. Astron. 62, 987612 (2019).
  15. B. M. Yao, Y. S. Gui, Y. Xiao, H. Guo, X. S. Chen, W. Lu, C. L. Chien, and C.-M. Hu, Phys. Rev. B 92, 184407 (2015).
  16. B. Bhoi, B. Kim, S. H. Jang, J. Kim, J. Yang, Y. J. Cho, and S. K. Kim, Phys. Rev. B 99, 134426 (2019).
  17. M. Goryachev, W. G. Farr, D. L. Creedon, Y. Fan, M. Kostylev, and M. E. Tobar, Phys. Rev. Applied 2(5), 054002 (2014).
  18. B. Bhoi and S.-K. Kim, Solid State Phys. 70, 1 (2019).
  19. S. Verma, A. Maurya, R. Singh, and B. Bhoi, J. Supercond. Nov. Magn. 37(5-7), 1163 (2024).
  20. M. T. Kaffash, D. Wagle, A. Rai, T. Meyer, J. Q. Xiao, and M. B. Jungfleisch, Quantum Sci. Technol. 8, 01LT02 (2023).
  21. G. Flower, M. Goryachev, J. Bourhill, and M. E. Tobar, New J. Phys. 21, 095004 (2019).
  22. M. Vafadar Yengejeh and B. Rameev, Appl. Magn. Reson. 54(4), 581 (2023).
  23. A. B. Гуревич, Магнитные колебания и волны, Физматгиз, М. (1960).
  24. C. A. Никитов, A. P. Сафин, Д. В. Калябин, A. В. Дроздовский, M. И. Куркин, И. В. Лисенков, B. A. Маломед, A. В. Садовников, С. E. Шешукова, A. H. Славин, A. K. Звездин, Успехи физических наук 63, 945 (2020).
  25. Л. Д. Ландау, E. M. Лифшиц, Физический журнал Советского Союза 8, 153 (1935).
  26. M. C. Hickey and J. S. Moodera, Phys. Rev. Lett. 102, 137601 (2009).
  27. C. Kittel, Phys. Rev. 73(2), 155 (1948).
  28. L. R. Walker, Phys. Rev. 105(2), 390 (1957).
  29. T. Mewes and C. Mewes, Ferromagnetic Resonance, in: H. Kronmuller, S. Parkin (editors), Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials, Wiley-VCH, Weinheim (2021).
  30. H. J. von Bardeleben, J. L. Cantin, Y. Dumont, and N. Zouari, Ferromagnetic Resonance Spectroscopy: Basics and Applications, in: A. Yelon, D. J. Sellmyer (editors), Magnetic Characterization Techniques for Nanomaterials, Springer, Cham (2020), p. 339.
  31. B. H. Bennukuf, B. B. Epеменко, Э. В. Матюшкин, Письма в ЖЭТФ 72, 1518 (1977).
  32. D. M. Pozar, Microwave Engineering, 4th ed., Wiley, Hoboken, NJ (2011).
  33. Д. А. Волков, Д. А. Габрислян, А. А. Матвеев, А. Р. Сафин, Д. В. Калябин, А. А. Хафизов, М. Н. Маркелова, А. Р. Кауль, С. А. Никитов, Письма в ЖЭТФ 119(5), 348 (2024).
  34. K. Д. Самойленко, Д. А. Волков, Д. А. Габрислян, А. А. Матвеев, А. Р. Сафин, Д. В. Калябин, А. А. Хафизов, М. Н. Маркелова, А. Р. Кауль, И. Е. Москаль, Г. А. Овсянников, С. А. Никитов, Письма в ЖЭТФ 121(7), 581 (2025).
  35. R. S. Kshetrimayum, Electromagnetic Simulation Using the Finite Element Method: Applications to Microwave Components, SciTech Publishing, London (2009).
  36. L. Bai, M. Harder, Y. P. Chen, X. Fan, J. Q. Xiao, and C.-M. Hu, Phys. Rev. Lett. 114, 227201 (2015).
  37. J. Lee, K. Cheenikundil, S. K. Kim, M. Harder, C.-M. Hu, Sci. Rep. 7, 6524 (2017).
  38. D. Gabrielyan, D. Volkov, E. Kozlova, A. Safin, D. Kalyabin, and S. Nikitov, J. Appl. Phys. 136, 084401 (2024).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025