Лабы Кондрашов / Лаба 3 / 0207_lab3_Маликов

Анализируя ФЧХ фазовращателя поверхностной спиновой волны при фиксированных значениях: d = 3,5 мм и H0 = 1240 Э (рисунок 7), делаем следующие выводы:

На ФЧХ фазовращателя наблюдаем «пилообразный» вид характеристики. Данный вид характеристики обусловлен особенностями устройства исследования ФЧХ, которое «нарезает» фазу через каждые 2.

Соответственно, ФЧХ фазовращателя представляет собой

«пилообразный» набор фазы. Можем заметить, что волна, проходящая через фазовращатель, начиная = 5,463 ГГц начинает приобретать фазовый набег.

Однако, c увеличением частоты набег фазы начинает увеличиваться, то есть

«пики» начинают идти намного чаще. Объясняется это все так же через групповую скорость, которая, начиная с частоты , довольно высокая и потери энергии минимальны. Однако, с увеличением частоты групповая

11

скорость уменьшается (вследствие уменьшения крутизны дисперсионной кривой), то есть потери энергии значительны. На рисунке 4, показана взаимосвязь АЧХ и ФЧХ, которая также отображает явление возрастания частоты появления «пиков».

Аналогичная картина наблюдается и для случая S12. Так как эффективность возбуждения и приема минимальная, ФЧХ в данном случае значительно ограничена.

12

Анализируя АЧХ интерферометра поверхностной спиновой волны при фиксированных значениях: d = 3,5 мм и H0 = 1240 Э (рисунок 8), делаем следующие выводы:

АЧХ интерферометра представляет собой набор минимумов и максимумов (интерференционная картина), что можно объяснить синфазным или, соответственно, противофазным сложением спиновой и электромагнитной волн, распространяющихся по двум плечам.

При синфазном сложении сигналов, то есть в случае:

− = 2 , где = 1, 2, 3. ..

на АЧХ наблюдаются максимумы характеристики.

При противофазном сложении, то есть в случае:

− = + 2 , где = 1, 2, 3. ..

13

на АЧХ, соответственно, наблюдаются минимумы характеристики.

При этом, важно заметить, что с увеличением частоты АЧХ cначала увеличивается, а затем значительно уменьшается. Уменьшение значений АЧХ связано это с тем, что в начале характеристики групповая скорость волны довольно высокая, однако, с дальнейшим увеличением частоты групповая скорость уменьшается, потери энергии становятся значительными, на АЧХ наблюдаем спад.

Также, стоит уточнить, что частота начала полосы возбуждения ПСВ соответствует частоте , в нашем случае равной: = 5,463 ГГц.

Следует сказать о разнице в двух характеристиках, построенных для S12

и S21, о которой было написано раньше. Данное различие объясняется

«прижиманием» волны к разным сторонам пленки в зависимости от направления распространения волны. Когда волна бежит от «входа» к «выходу» эффективность возбуждения и эффективность приема максимальная. В случае распространения волны от «выхода» к «входу» эффективность возбуждения и эффективность приема минимальная.

14

На практических занятиях было уточнено, что нет необходимости глубокого анализа ФЧХ интерферометра. Однако, следует сказать о том, что конечный фазовый сдвиг интерферометра складывается из фазового сдвига волн, бегущих по двум плечам. То есть, как и в случае фазовращателя.

поверхностной спиновой волны при фиксированных значениях: d = 3,5 мм и

H0 = 1240 Э, наблюдается «пилообразный» набор значений фазы. При этом,

разница фаз двух волн, бегущих по разным плечам равна: − . То есть,

фазовый набег можно представить в виде:

− = 2 – в случае синфазного сложения

− = + 2 – в случае противофазного сложения

где n = 1,2,3…

15

5. Расчет значения намагниченности насыщения с использованием

Подставим значения, в конечном итоге получим:

0 = 5.4628 ∙ 109 − (2,8 ∙ 106)212402 = 1830 Гс (2,8 ∙ 106)2 ∙ 1240

Соответственно, вычислим частоты и :

= 0 = 2,8∙106∙1240 = 3,472 ГГц

= 0 = 2,8∙106∙1830 = 5,124 ГГц

16

6. Построение теоретической и экспериментальной дисперсионной

характеристик на основании ФЧХ интерферометра с использованием формулы для волнового числа ( = ) при d = 3,5 мм

Теоретическая зависимость построена исходя из формулы (1):

22 = ( + ) + 4 (1 − −2)

где волновое число k находится по формуле = при фиксированном значении d = 3,5 мм. Методом подбора была определена толщина пленки,

равная L = 6,1 мкм. Частоты и рассчитаны ранее. При этом,

теоретическая дисперсионная характеристика начинается с частоты, равной

= 5,463 ГГц (набег фазы в данной точке равен нулю).

Пример расчета k для частоты = 5,4736 ГГц:

Экспериментальная дисперсионная характеристика построена на основании АЧХ интерферометра (рисунок 5). За экспериментальные точки взяты минимумы характеристики, то есть точки, где набег фазы равен n (n =

1, 3, 5…). Экспериментальная дисперсионная характеристика так же, как и теоретическая, начинается с частоты = 5,463 ГГц.

17