Saturation magnetization of gallium-substituted yttrium iron garnet

Hansen, P.; Röschmann, P.; Tolksdorf, W.

doi:10.1063/1.1663657

Cited by 144 publications

(70 citation statements)

References 25 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…For all simulations we take the same material parameters, namely μ 0 M s , 1 = 1.91 T, A = 3.76 pJ/m, α 1 = 7.7×10 −3 , α 2 = 7.2×10 −4 , γ 1 = 28.7 GHz/T and γ 2 = 27.07 GHz/T, as extracted in S4, S5, S7 [15], which are in good agreement with previous reports [26–29]. The thicknesses are d 1 = 50 nm and d 2 = 1 μ m. For the YIG saturation magnetization we take the literature value μ 0 M s , 2 = 0.18 T [30]. In Fig.…”

supporting

confidence: 83%

Spin-Torque Excitation of Perpendicular Standing Spin Waves in Coupled YIG/Co Heterostructures

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

We investigate yttrium iron garnet (YIG)/cobalt (Co) heterostructures using broadband ferromagnetic resonance (FMR). We observe an efficient excitation of perpendicular standing spin waves (PSSWs) in the YIG layer when the resonance frequencies of the YIG PSSWs and the Co FMR line coincide. Avoided crossings of YIG PSSWs and the Co FMR line are found and modeled using mutual spin pumping and exchange torques. The excitation of PSSWs is suppressed by a thin aluminum oxide (AlOx) interlayer but persists with a copper (Cu) interlayer, in agreement with the proposed model.

show abstract

supporting

confidence: 83%

Spin-Torque Excitation of Perpendicular Standing Spin Waves in Coupled YIG/Co Heterostructures

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The latter values are similar to the bulk YIG density of 5.17 g cm −3 . [35] The higher values of M s compared with that of bulk YIG may arise from the uncertainty of estimation of the film volume. The average surface roughness R a are 0.11 ± 0.15, 0.16 ± 0.20, and 0.32 ± 0.45 nm for GGG/YIG, SGGG/YIG, and NGG/YIG, respectively.…”

Section: Wwwadvelectronicmatdementioning

confidence: 99%

Static and Dynamic Magnetic Properties of Single‐Crystalline Yttrium Iron Garnet Films Epitaxially Grown on Three Garnet Substrates

Yoshimoto

Goto

Shimada

et al. 2018

Adv Elect Materials

View full text Add to dashboard Cite

sections. Yttrium iron garnet (YIG) is extensively used for SW devices [11][12][13] because of its low intrinsic Gilbert damping, [14][15][16][17][18][19] but other materials with low Gilbert damping have been proposed, including Permalloy [20,21] and Heusler alloys. [22] However, films of low anisotropy materials such as YIG and Permalloy are typically magnetized in plane due to the dominant shape anisotropy and require a substantial external outof-plane magnetic field to saturate the film. This motivates the search for a magnetic material with a low Gilbert damping and a low out-of-plane saturation field, or ideally with a perpendicular magnetic anisotropy (PMA) that promotes an out-of-plane remanent magnetization, in order to realize integrated FV SW devices.The net magnetic anisotropy includes contributions from magnetocrystalline anisotropy, magnetoelastic anisotropy, and shape anisotropy. [9] In epitaxial films, magnetoelastic anisotropy can be tuned via the lattice mismatch with the substrate. Although YIG has only a modest magnetostriction, PMA was reported for 20 nm thick epitaxial YIG on a Sm 3 Ga 5 O 12 (SmGG) buffer layer on a rare-earth-substituted gadolinium gallium garnet (SGGG) substrate and for SGGG/SmGG/40 nm thick YIG/SmGG, [23] in which the top SmGG suppresses strain relaxation. The top SmGG was essential to obtain PMA in >40 nm thick YIG, but such overlayers lead to spacing loss which would decrease the efficiency of SW excitations using an antenna. Seed and buffer layers also lead to a more complex growth and patterning process. PMA has also been obtained in several single-layer rare-earth-substituted garnet films as a result of magnetoelastic anisotropy, [24][25][26][27] but the substitution of rare earth ions for Y in the iron garnet system tends to increase the Gilbert damping. [28,29] In these reports, there were no detailed discussions of the relation between the magnetoelastic anisotropy and the propagation properties of FV SWs.In this work, the effect of epitaxial mismatch on the net anisotropy and damping of YIG is described. By changing the magnetoelastic anisotropy, the field required for saturating the YIG out of plane can be reduced, facilitating the development of FV SW devices. Three epitaxial YIG films were prepared on gadolinium gallium garnet (GGG), SGGG, and neodymium gallium garnet (NGG) substrates directly (without any buffer layers). These substrates have the same crystalline structure but different lattice constants, yielding different lattice strain and Single-crystalline yttrium iron garnet (YIG) films are grown on gadolinium gallium garnet (GGG), rare-earth-substituted GGG, and neodymium gallium garnet (NGG) substrates, and their crystalline structures, surface morphologies, magnetic and magneto-optical properties, spin wave (SW) spectra of the forward volume (FV) mode, and damping parameters are characterized. YIG grown on NGG shows the smallest out-of-plane effective anisotropy field of 1080 Oe among the three samples because of its larger magnetoelastic anisotropy...

show abstract

“…Пленкам ЖИГ присуща кубическая магнитная анизотро-пия. Намагниченностью насыщения и полем кубической анизотропии ЖИГ можно управлять, замещая ионы железа ионами галлия и скандия [6][7][8]. Нестабильность спектров магнитных колебаний таких пленок связана с зависимостью магнитных параметров от температу-ры и от химического состава.…”

Section: заключениеunclassified

Ферритовые Пленки С Повышенной Стабильностью Частоты Ферромагнитного Резонанса

Шагаев¹,

Лин²

2017

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Сформулирована задача, в которой требуется обеспечить устойчивость частоты магнитных колебаний ферритовой пленки при одновременном изменении значений двух магнитных параметров. Предложен метод стабилизации частоты однородного ферромагнитного резонанса при малых отклонениях эффективной намаг-ниченности и поля кристаллографической магнитной анизотропии феррита от исходных значений. Выведено уравнение, которое в линейном приближении связывает вариацию частоты с вариациями магнитных пара-метров. Исследована возможность обращения в нуль коэффициентов при вариациях магнитных параметров. Показано, что такая возможность может быть реализована выбором кристаллографической ориентации пленки, напряженности и направления намагничивающего поля. В этом случае сдвиг частоты определятся квадратичной формой от вариаций магнитных параметров. Приведен пример расчета квадратичной формы. Проведено сравнение оптимизированной пленки с пленкой, у которой сдвиг частоты определяется линейной зависимостью от вариаций ее магнитных параметров. DOI: 10.21883/JTF.2017.03.44242.1956 Введение Спектр колебаний намагниченности монокристалли-ческой ферритовой пленки зависит от значений маг-нитных параметров феррита, важнейшими из которых являются намагниченность насыщения (4πM 0 ), поле кристаллографической магнитной анизотропии (H c ), и для пленок, выращенных на подложках, поле одноосной магнитной анизотропии (H u ) [1]. В ряде случаев вместо параметров 4πM 0 и H u можно использовать один комби-нированный параметр -эффективную намагниченность (4πM eff ). Изменение параметров 4πM eff и H c приводит к смещению определяемых ими частот. Это смещение в линейном по изменениям δ(4πM eff ) и δH c приближении можно рассчитать по уравнениюУсловие стабиль-ности частоты можно представить в виде δ f = 0. Есть два варианта выполнения условия. В первом -по-стоянство частоты достигается взаимной компенсацией слагаемых в правой части формулы (1). Во втором -в нуль обращается каждое из слагаемых, и тогда a = 0 и b = 0. В этом случае в отличие от первого варианта условие δ f = 0 будет выполнено при любых значениях δ(4πM eff ) и δH c . Первый вариант был подробно исследован в рабо-тах [2-4]. В этих работах рассчитаны температурные коэффициенты частот магнитостатических волн. В част-ности, исходя из условия термостабильности частот, была рассмотрена возможность взаимной компенсации температурных зависимостей намагниченности насыще-ния и поля анизотропии.Второй вариант в научной литературе не описан. Именно ему посвящена настоящая работа. С практи-ческой точки зрения второй вариант интересен тем, что позволяет стабилизировать частоту независимо от природы изменения магнитных параметров феррита. Такие изменения могут быть связаны с температурой, с химическим составом, с упругими напряжениями. Разработка моделиПредлагаемый способ был опробован в модели пленки кубического феррита при решении задачи по стабили-зации частоты однородного ферромагнитного резонанса (ФМР) (рис.

show abstract

Saturation magnetization of gallium-substituted yttrium iron garnet

Cited by 144 publications

References 25 publications

Spin-Torque Excitation of Perpendicular Standing Spin Waves in Coupled YIG/Co Heterostructures

Spin-Torque Excitation of Perpendicular Standing Spin Waves in Coupled YIG/Co Heterostructures

Static and Dynamic Magnetic Properties of Single‐Crystalline Yttrium Iron Garnet Films Epitaxially Grown on Three Garnet Substrates

Ферритовые Пленки С Повышенной Стабильностью Частоты Ферромагнитного Резонанса

Contact Info

Product

Resources

About