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

Використання пакета мікромагнітного моделювання mumax3 для визначення частотної дисперсії високочастотної магнітної сприйнятливості магнітних наноструктур – елементів метаматеріалів НВЧ-діапазону

Рубрика: 
МІКРОХВИЛЬОВА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА
Недух, СВ
Organization: 

 

Інститут радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України
12, вул. Акад. Проскури, Харків, 61085, Україна
E-mail: sv_grey@ire.kharkov.ua 

Харківський національний університет імені В. Н. Каразина
4, м. Свободи, Харків, 61077, Україна
https://doi.org/10.15407/rej2019.04.003
Мова: російська
Анотація: 

 

Предмет і мета роботи. У цій роботі запропоновано методику визначення елементів тензора високочастотної сприйнятливості для магнітної наноструктури в умовах одночасного впливу зовнішнього постійного і високочастотного магнітних полів.

Методи і методологія роботи. У процесі досліджень застосовувалося чисельне розв’язання рівняння Ландау–Ліфшиця–Гільберта з використанням пакета мікромагнітного симулювання mumax3. Перевагою цього пакета є використання ресурсів дискретної відеокарти комп'ютера для прискорення розв’язання рівняння.

Результати роботи. На прикладі нанорозмірних дисків з пермаллою діаметром 500 і 3000 нм за допомогою пакета мікромагнітного симулювання отримано вигляд частотної дисперсії компонентів тензора магнітної сприйнятливості в умовах резонансного збудження прецесії намагніченості.

Висновок. Продемонстрований підхід дозволяє використовувати результати мікромагнітного моделювання для подальших завдань моделювання електромагнітних властивостей перспективних планарних надвисокочастотних метаматеріалів, заснованих на нанорозмірних елементах з магнетика.
Ключові слова: високочастотна магнітна сприйнятливість, магнітні наноструктури, надвисокочастотні метаматеріали

Стаття надійшла до редакції 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
Повний 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.