Generation and attenuation of phonons at ferromagnetic resonance in thick Ni films

Abstract

The generation and attenuation of phonons at ferromagnetic resonance has been studied both theoretically and experimentally. We have observed for the first time the effect of resonant reabsorption of phonons propagating through thick Ni films. The predictions of the theory are in very good agreement with experiment.

Phonon Transport Controlled by Ferromagnetic Resonance

“…The H position of the peaks [Fig. 3 To model the phonons transport, we take into consideration both phonon attenuation and generation [28,29] manipulated by the magnetic dynamics, during the SAW-driven FMR. Angular momentum interconversion between magnon and phonons is related to the Einstein-de Haas effect [14,18] and the Barnett effect [21].…”

“…Due to the magnon-phonon interconversion during FMR, phonons will redistribute the angular momentum and energy between magnons and phonons [15,17], and thus macroscopic mechanical rotation can be strengthened, leading to an enhancement of the transmission of the SAW. The change of the SAW transmitted power (E) related to the phonon attenuation and generation during FMR can be rewritten as [28,29]:…”

“…In the present work, we have investigated the dependence of the phonon transport on magnetization dynamics in Ni/LiNbO 3 hybrid heterostructures. We observe the simultaneous existence of dips and peaks in the transmission power of the surface acoustic waves (SAW) device, which we interpret by considering both phonon attenuation and generation [28,29]. By fitting the theory [28,29] to the phonon transmission power, the value of the FMR field, resonance linewidth and the exchange stiffness parameter of the magnon system can be estimated.…”

“…We observe the simultaneous existence of dips and peaks in the transmission power of the surface acoustic waves (SAW) device, which we interpret by considering both phonon attenuation and generation [28,29]. By fitting the theory [28,29] to the phonon transmission power, the value of the FMR field, resonance linewidth and the exchange stiffness parameter of the magnon system can be estimated. The obtained resonant linewidth of the SAW driven FMR is very similar to those from waveguide FMR experiment.…”

Electromagnetic generation of ultrasound in ferromagnets

“…Как изотропная, так и анизотропная магнитострикции обязаны взаимодей ствию этого поля с системой атомных магнитных моментов, которые через константы магнитоупругого взаимодействия вызывают деформацию твердого нитного упорядочения, как это имеет место, например, при переходах из ан тиферромагнитной фазы в ферромагнитную, также сопровождается четко вы раженными особенностями в эффективности преобразования. Исследованию электромагнитного возбуждения ультразвука в магнитоупорядоченных средах посвящены работы Буденкова с соавторами [45 -47], Гитиса [48], Дроботько и Набережных [49,50], Ильясова и Комарова [51,52], Поуви с соавторами [53 -55], Привороцкого с соавторами [56], Александракиса и Дивайна [57], Гордона [58], Мэрфи с соавторами [59], Люти с соавторами [60], Андрианова с соавторами [61 -67], а также имеющие прикладную направленность работы Томпсона [68 -70]. Анализ особенностей магнитоупругого механизма ЭМАП содержится в обзорах Фроста [71], Буденкова и Гуревича [72], а также в монографиях Шкарлета [73] и Комарова [74].…”