• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

Использование пакета микромагнитного моделирования mumax3 для определения частотной дисперсии высокочастотной магнитной восприимчивости магнитных наноструктур – элементов метаматериалов СВЧ-диапазона

Рубрика: 
МИКРОВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКА
Недух, СВ
Organization: 

Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Акад. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
E-mail: sv_grey@ire.kharkov.ua 

Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина
4, пл. Свободы, Харьков, 61022, Украина
https://doi.org/10.15407/rej2019.04.003
Язык: русский
Аннотация: 

 

Предмет и цель работы. В данной работе предложена методика определения элементов тензора высокочастотной восприимчивости магнитной наноструктуры в условиях одновременного воздействия внешнего постоянного и высокочастотного магнитных полей.

Методы и методология. В ходе исследований применялось численное решение уравнения Ландау–Лифшица–Гильберта с использованием пакета микромагнитного симулирования mumax3. Преимуществом данного пакета является использование ресурсов дискретной видеокарты компьютера для ускорения решения уравнения.

Результаты работы. На примере одиночных наноразмерных дисков из пермаллоя диаметром 500 нм и 3000 нм с помощью данного пакета микромагнитного симулирования получен вид частотной дисперсии компонентов тензора магнитной восприимчивости в условиях резонансного возбуждения прецессии намагниченности.

Заключение. Продемонстрированный подход позволяет использовать результаты микромагнитного моделирования для дальнейших задач моделирования электромагнитных свойств перспективных планарных сверхвысокочастотных метаматериалов, основанных на наноразмерных элементах из магнетика.
Ключевые слова: высокочастотная магнитная восприимчивость, магнитные наноструктуры, сверхвысокочастотные метаматериалы

Статья поступила в редакцию 01.07.2019
PACS: 03.50.De, 75.75.Jn, 75.30.Cr, 75.78.-n
УДК: 537.8, 537.86, 537.6
Radiofiz. elektron. 2019, 24(4): 3-10
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Engheta N., Ziolkowski R.W. Metamaterials: Physics and Engineering Explorations. Wiley-IEEE Press, 2006. 440 p.
  2. Caloz C. Ten applications of metamaterials. Proc. 2016 IEEE Int. Symp. Antennas and Propagation (APSURSI). (Fajardo, Puerto Rico 26 June – 1 July 2016). Fajardo: IEEE, 2016. P. 1299–1300.
  3. Gangwar K., Paras D., Gangwar P. Metamaterials: Characteristics, Process and Applications. Advance in Electronic and Electric Engineering (AEEE). 2014. Vol. 4, Iss. 1. P. 97–106.
  4. Shelby R.A., Smith D.R., Schultz S. Experimental Verification of a Negative Index of Refraction. Science. 2001. Vol. 292, Iss. 5514. P. 77–79. DOI: 10.1126/science.1058847.
  5. Ebels U., Duvail J.L., Wigen P.E., Piraux L., Buda L.D., Ounadjela K. Ferromagnetic resonance studies of Ni nanowire arrays. Phys. Rev. B. 2001. Vol. 64, Iss. 14. P. 144421(6 p.). DOI: 10.1103/PhysRevB.64.144421.
  6. Makeeva G.S., Pardavi-Horvath M., Golovanov O.A. Tuning the Scattering Parameters of Magnetic Nanowire Arrays Near the Antiresonance at Photonic Frequencies. IEEE Trans. Magn. 2009. Vol. 45, Iss. 10. P. 4074–4076. DOI: 10.1109/TMAG.2009.2023612.
  7. Boucher V., Carignan L.-P., Kodera T., Caloz C., Yelon A., Menard D. Effective permeability tensor and double resonance of interacting bistable ferromagnetic nanowires. Phys. Rev. B. 2009. Vol. 80, Iss. 22. P. 224402 (11 p.). DOI: 10.1103/PhysRevB.80.224402.
  8.  Rajagopalan S., Furdyna J.K. Magnetic dimensional resonances in Fe3O4 spheres. Phys. Rev. B. 1989. Vol. 39, Iss. 4. P. 2532–2540. DOI: 10.1103/PhysRevB.39.2532.
  9.  Ramprecht J., Sjoberg D. Magnetic losses in composite materials. J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. Vol. 41, Iss. 13. P. 135005(9 p.). DOI: 10.1088/0022-3727/41/13/135005.
  10. Albuquerque E.L., Fulco P., Sarmento E.F., Tilley D.R. Spin waves in a magnetic superlattice. Solid State Commun. 1986. Vol. 58, Iss. 1. P. 41–44. DOI: 10.1016/0038-1098(86)90883-5.
  11. Pendry J.B., Holden A.J., Robbins D.J., Stewart W.J. Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 1999. Vol. 47, Iss. 11. P. 2075–2084. DOI: 10.1109/22.798002.
  12. Vansteenkiste A., Leliaert J., Dvornik M., Helsen M., Garcia-Sanchez F., Van Waeyenberge B. The design and verification of mumax3. AIP Advances. 2014. Vol. 4. P. 107133(22 p.). DOI: 10.1063/1.4899186.
  13.  Dmytriiev O., Dvornik M., Mikhaylovskiy R.V., Franchin M., Fangohr H., Giovannini L., Montoncello F., Berkov D.V., Semenova E.K., Gorn N.L., Prabhakar A., Kruglyak V.V. Calculation of high-frequency permeability of magnonic metamaterialsbeyond the macrospin approximation. Phys. Rev. B. 2012. Vol. 86, Iss. 10. P. 104405(11 p.). DOI: 10.1103/PhysRevB.86.104405.