Study of Peculiarities of the Microwave Absorption Spectrum of Nanocrystalline Thin Magnetic Films

Abstract

На основе микромагнитной модели, учитывающей случайное распределение направлений одноосной магнитной анизотропии в кристаллитах нанокристаллической пленки, реализован эффективный метод расчета динамики намагниченности в СВЧ-полях. В определенной области размеров кристаллитов, когда энергия случайной магнитной анизотропии сравнима с обменной энергией, обнаружено значительное изменение поля ферромагнитного резонанса, уширение резонансной линии и возникновение асимметрии формы резонансной кривой. Резонансное поле с увеличением размеров кристаллитов сначала растет, затем быстро уменьшается до своего минимума, затем снова растет с выходом на насыщение. При этом крутизна левого склона расширяющейся резонансной кривой сначала уменьшается быстрее правого, нарушая симметрию ее формы, затем кривая вновь становится симметричной, а затем крутизна левого склона становится больше крутизны правого. Ключевые слова: микромагнитное моделирование, нанокристаллиты, случайная магнитная анизотропия, ферромагнитный резонанс, сверхвысокие частоты. * Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ, проект № RFMEFI60417X0179.

FMR Damping in Thin Films with Exchange Bias

“…The prediction of the LTR was supported qualitatively by our observations, illustrated in Figure 6, and quantitatively by numerical micromagnetic simulations [34]. The grainsize effects on the dispersion angle, as well as dependencies of the dispersion angle on the film thickness t F , exchange constant A, and local anisotropy, were in a reasonable agreement between computer simulations [34][35][36] and the LTR at a small dispersion angle, (<2 • ) and the deviation increased at larger <φ 2 > 1/2 . The limitation of the LTR by a small dispersion angle was originally recognized by Hoffmann [33], so deviation at <φ 2 > 1/2 > 2 • can be assigned to nonlinear effects.…”

“…Thus, in accordance with (9), the stray field is proportional to the square of the size of the grains in polycrystalline film. The influence of the stray field on the FMR line position and width is discussed in [36,37]. Following the approach developed in these works, the FMR frequency can be written as…”