Nonreciprocity of backward volume spin wave beams excited by the curved focusing transducer

Abstract

The focusing effect for spin waves excited by a curved micrometer-sized coplanar waveguide transducer on top of a 5-μm-thick epitaxial yttrium iron garnet film is studied by means of the micro-focused Mandelstam-Brillouin light scattering technique and micromagnetic simulations. The curvilinear transducer is designed to focus the backward volume spin waves on the in-plane bias magnetic field applied along the symmetry axis of the transducer. We show that two-dimensional maps of spin wave intensity exhibit nonreciprocal properties without mirror symmetry with respect to the magnetic field direction and the focusing effect. The observed effects are the consequence of nonreciprocity of the backward volume spin waves travelling at an angle toward the bias field direction.

Микромагнитное Моделирование Логического Ключа Большинства" На Основе Интерференции Каустик Спиновых Волн

“…На поверхности пленки расположены входные 2−5 и выходная 6 антенны. Считаем, что центры входных антенн СВ размещены в вершинах прямоугольника размерами a × b под некоторыми углами ±ϕ к полю H, что обеспечивает [15][16][17][18] распространение потоков 7−10 СВ на некоторой фиксированной частоте f в виде каустик, групповая скорость которых совпадает с направлением диагоналей прямоугольника. Центр выходной антенны располагается в точке пересечения диагоналей, а сама выходная антенна ориентируется либо параллельно, либо перпендикулярно направлению магнитного поля.…”

“…Кроме того, в узлах магнонных сетей на основе микроволноводов происходит перераспределение мощности СВ, существенно меняющее соотношение амплитуд на выходных антеннах [14]. Одним из возможных подходов, позволяющих исключить влияние перечисленных факторов, может оказаться переход к интегральным устройствам спиновой логики на основе ферромагнитных пленок, в которых канализация энергии СВ достигается не за счет их распространения в ограниченных по ширине волноводах, а за счет возбуждения антеннами, обеспечивающими формирование сфокусированных или узконаправленных волновых пучков СВ [15][16][17][18]. Цель настоящей работы -показать, что такой подход может быть положен в основу работы логического ключа " большинства".…”

Распространение Спиновых Волн В Микроструктурах На Основе Пленок Железоиттриевого Граната, Декорированных Ферромагнитным Металлом

“…Применительно к тонкопленочным структурам можно выделить два основных способа разделения потоков СВ. Первый основан на анизотропии свойств СВ и применении возбуждающих систем сложной формы [10][11][12][13][14][15][16] для осуществления эффектов фокусировки и пространственного разделения потоков СВ в тонкопленочном волноводе. Второй способ предполагает локализацию потока СВ за счет использования тонкопленочных волноводов ограниченной ширины [4][5][6][7][8][9][17][18][19][20].…”

Sub-micrometer near-field focusing of spin waves in ultrathin YIG films

“…In the recent years, particular attention was given to the possibility to controllably focus propagating spin waves. [10][11][12][13][14]19,20 Such focusing allows one to concentrate the spin-wave energy in a small spatial area, which is important, for example, for implementation of the efficient local detection of spin-wave signals. Provided that the position of focal point is controllable by the spin-wave frequency, the focusing can also be utilized for implementation of the frequency multiplexing.…”

“…In the recent years, several approaches have been suggested utilizing a spatial variation of the effective spin-wave refraction index, 14,16 refraction of spin waves at the modulation of the film thickness 11 or the temperature, 12 diffraction from a Fresnel zone plate, 13 and excitation of spin-wave beams by curved transducers. 19,20 All these approaches are rather complex in terms of practical implementation, particularly on the nanoscale. A much simpler approach known in optics [25][26][27] relies on the utilization of Fresnel diffraction patterns appearing in the near-field region of a single slit, where the Fresnel number F=a 2 /(d) is of the order or larger than 1 (Ref.…”