Файл: Пузырев В.А. Тонкие ферромагнитные пленки в радиотехнических цепях.pdf

Д л я определения ларморовой частоты шк необходимо заме­ рить значение постоянного смещающего поля, удовлетво ­ ряющего условиям ФМ Р в пленке на частоте ш, и из уравнения (1.69) или (1.70), в зависимости от ориентации

приведены резонансные кривые, полученные при помощи описанной методики и используемые дл я определения требуемых параметров .

Т а б л и ц а 1.3

61

щей с внешними цепями, получены ее линейная и нели­ нейная модели. Схема замещения учитывает особенности

при сохранении общности существенно упростить теорию работы устройств с Т Ф П и их расчет. Упрощение дости­ гается за счет выделения только основных свойств плен­

ные в этой главе частные случаи, приводящие к упроще­ нию схемы замещения, использовались д л я создания ме­

€2

Г л а в а 2

РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ЦЕПИ, СОДЕРЖАЩИЕ ПЛЕНКИ

2.1. ВВЕДЕНИЕ

В этой главе рассмотрены радиотехнические устройства, реализованные на основе тонких ферромаг ­ нитных пленок. Д л я их количественного исследования ис­ пользуется эквивалентная схема Т Ф П , полученная выше . В зависимости от рабочего диапазона частот (или спект­ ра сигнала, воздействующего па пленку) пленки могут быть связаны с обычными обмотками, с полосковыми или коаксиальными линиями и, наконец, с волноводами или полыми резонаторами . Так к а к рассмотренная выше эквивалентная схема пленки справедлива только д л я длин волн, много больших ее геометрических размеров, то в дальнейшем будем рассматривать только обмоточ­ ный и полосковый варианты внешних цепей.

Как было показано в гл. 1, магнитосвязанная с внеш­ ними электрическими цепями пленка может быть пред­ ставлена в виде четырехполюсника, обладающего при определенных потерях резонансными свойствами. Как и для обычных резонаторов, в этом случае существует три

эквивалентного некоторому четырехполюснику. Наконец, если пленка «включена», как показано на рис. 2.1,6, она образует собой частотнозависимую неоднородность ли­ нии. В дальнейшем под термином «включена» будем под­ разумевать включение в электрическую цепь четырехпо­ люсника или двухполюсника, представляющего собой эк­

цепь, магнитное поле которой совпадает с направлением легкой оси пленки, удобнее перейти к параметрам эквивалентной схемы с ин­ дексами «л» (приложение 1). Этот переход упрощает анализ.

ЬЗ

К ак можно видеть из приведенных на рис. 2.1 эквива­ лентных схем цепей, магиитосвязанных с пленкой, д а ж е д л я линейного р е ж и м а вопросы анализа этих схем пред­ ставляют довольно трудоемкую задачу . В ряде случаев специфика р е ж и м а работы позволяет до некоторой сте­

3 3 3

РИ С . 2.1

щи е к упрощению, будут рассмотрены на примерах ис­

будем проводить анализ устройств с пленкой с помощью хорошо разработанных методов теории линейных и нели­ нейных радиотехнических цепей. В этой главе рассмотре­

64

ся информация не позволяет сделать выводы о том, ка­

о практическом применении тонких ферромагнитных пле­ нок в С В Ч диапазоне .

Взаимодействие ферромагнитной среды с электромаг­ нитными волнами С В Ч диапазона приводит к таким хо­ рошо известным явлениям, как эффект Коттона — Муто­ на, эффекты Керра и Ф а р а д е я , эффекты спинового и спин-волнового поглощения. Основная трудность приме­ нения тонких ферромагнитных пленок в радиотехниче­ ских устройствах С В Ч диапазона с использованием пере­ численных первых трех эффектов заключается в том, что пленка обладает незначительным объемом ферромагнит­ ного вещества. Поэтому такие явления, как поворот пло­

слабо. Н а и б о л ь ш е е взаимодействие пленок с отрезком линии пли резонатором наблюдается на частоте ферро­ магнитного резонанса, обусловленного спин-волновым или спиновым поглощением [11]. К сожалению, спинволновой резонанс возникает при очень больших намаг ­ ничивающих полях и может наблюдаться лишь в санти­ метровом диапазоне волн. Таким образом, остается эф­ фект спинового поглощения, который позволяет управ­ лять взаимодействием магнитных пленок с электромаг­ нитными полями при помощи относительно малого изме­ нения намагничивающих полей.

Вэтой главе будет рассмотрена возможность ис­

пользования спинового поглощения энергии С В Ч поля для создания таких устройств, как запоминающее, плав­ ный ф а з о в р а щ а т е л ь и С В Ч ключ. Н а СВЧ наиболее перспективно по ряду причин, указанных ниже, исполь­ зование пленок в дециметровом диапазоне волн. В част­ ности, для управления свойствами магнитной среды пленки в этом диапазоне частот требуются поля всего в несколько десятков эрстед вследствие малой величины