Spin waves in yttrium iron garnet (YIG) nano-structures attract increasing attention from the perspective of novel magnon-based data processing applications. For short wavelengths needed in small-scale devices, the group velocity is directly proportional to the spin-wave exchange stiffness constant [Formula: see text]. Using wave vector resolved Brillouin light scattering spectroscopy, we directly measure [Formula: see text] in Ga-substituted YIG thin films and show that it is about three times larger than for pure YIG. Consequently, the spin-wave group velocity overcomes the one in pure YIG for wavenumbers k > 4 rad/ μm, and the ratio between the velocities reaches a constant value of around 3.4 for all k > 20 rad/ μm. As revealed by vibrating-sample magnetometry and ferromagnetic resonance spectroscopy, Ga:YIG films with thicknesses down to 59 nm have a low Gilbert damping ([Formula: see text]), a decreased saturation magnetization [Formula: see text] mT, and a pronounced out-of-plane uniaxial anisotropy of about [Formula: see text] mT, which leads to an out-of-plane easy axis. Thus, Ga:YIG opens access to fast and isotropic spin-wave transport for all wavelengths in nano-scale systems independently of dipolar effects.

No abstract

This work is on the design, fabrication and characterization of a hexagonal ferrite band-pass filter that can be tuned either with a magnetic field or an electric field. The filter operation is based on a straight-edge Y-type hexagonal ferrite resonator symmetrically coupled to the input and output microstrip transmission lines. The Zn2Yfilter demonstrated magnetic field tunability in the 8–12 GHz frequency range by applying an in-plane bias magnetic field H0 provided by a built-in permanent magnet. The insertion loss and 3 dB bandwidth within this band were 8.6 ± 0.4 dB and 350 ± 40 MHz, respectively. The electric field E tunability of the pass-band of the device was facilitated by the nonlinear magnetoelectric effect (NLME) in the ferrite. The E-tuning of the center frequency of the filter by (1150 ± 90) MHz was obtained for an input DC electric power of 200 mW. With efforts directed at a significant reduction in the insertion loss, the compact and power efficient magnetic and electric field tunable Zn2Y band-pass filter has the potential for use in novel reconfigurable RF/microwave devices and communication systems.

The theory of magnon-plasmon polaritons in the layered structure metal–ferrite–air is presented. It is assumed that the ferrite has an easy-axis anisotropy, and, in the absence of a magnetization field, it is in an unsaturated state with a periodic stripe-like domain structure. A dispersion dependence for magnon-plasmon polaritons and corresponding microwave field distributions in a waveguide structure based on BaFe12O19-type hexaferrite are found. Effects associated with the hybridization of surface plasmon polaritons and domain resonances in the ferrite layer are analyzed. General characteristics of magnon-plasmon-polariton millimeter-wave resonators are discussed.

Управляемые отражающие поверхности на основе ферритового слоя Предмет и цель работы. Предметом исследований являются особенности отражения электромагнитных волн от слоистых структур феррит-металл и феррит-диэлектрик с ферритовым слоем субволновой толщины. Цель работыисследование возможностей управления амплитудными, фазовыми и поляризационными характеристиками отраженных электромагнитных волн от слоистых структур, содержащих феррит. Метод и методология работы. Анализ комплексного коэффициента отражения электромагнитных волн от ферритовых слоев на металле и диэлектрике проведен с использованием метода скалярных магнитных проницаемостей. Использованы модель циркулярно поляризованных Т-волн и теория длинных линий. Результаты работы. Теоретически исследованы частотные и полевые зависимости модулей и фаз коэффициентов отражения электромагнитных волн от полубесконечного феррита, слоя феррита на металле или диэлектрике. Получена аналитическая формула для толщины скин-слоя в нормально подмагниченном феррите для ларморовской волны. Даны теоретические оценки изменения фаз отраженных волн в окрестности частоты ферромагнитного антирезонанса для слоя из поликристаллического железоиттриевого граната, покрывающего металл. Экспериментально исследованы полевые зависимости резонансных частот мод HE 11 и HE-11 полого цилиндрического резонатора со структурой феррит-металл на торце. Заключение. Изучены частотные и полевые зависимости абсолютных значений и фаз комплексного коэффициента отражения электромагнитных волн от ферритовой среды, ферритового слоя на металле или диэлектрике для циркулярно поляризованных падающих волн и продемонстрированы возможности управления амплитудами и фазами отраженных волн. Экспериментально проверена возможность использования теоретической модели магнитной перестройки фазы коэффициента отражения электромагнитной волны от ферритового слоя на металле на примере перестройки частот мод HE 11 полого цилиндрического резонатора со структурой феррит-металл на торце. Предложено использовать градиентное распределение фазы коэффициента отражения электромагнитной волны на отражающей поверхности для управления направлением распространения отраженной волны. Ил. 6. Библиогр.: 16 назв.