Детектирование сверхвысокочастотного излучения гетероструктурой ферромагнетик/нормальный металл в ближнем поле антенны

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследована работа спинтронного детектора в ближнем поле антенны, излучающей микроволновый сигнал с частотой 10 ГГц. Изучена возможность работы детектора на основе гетероструктуры Lu₃Fe₅O₁₂/Pt, функционирующего за счет обратного спинового эффекта Холла. Проведено сравнение экспериментально измеренного выходного напряжения детектора с теоретическими расчетами распределения мощности электромагнитного поля, выполненными в программе COMSOL Multiphysics. Определена чувствительность детектора и измерена зависимость выходного сигнала от расстояния до источника излучения. Полученные результаты подтверждают возможность применения спинтронных гетероструктур в системах беспроводной передачи данных и энергии. Рассмотрены перспективы использования детектора в системах беспроводной связи и передачи данных, работающих в ближнем поле антенны, таких как RFID (Radio Frequency IDentification) и NFC (Near Field Communication).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. А. Волков

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: d.a.volkov.work@gmail.com
Россия, ул. Моховая, 11, стр. 7, Москва, 125009; ул. Красноказарменная, 14, стр. 1, Москва, 111250

А. А. Матвеев

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: d.a.volkov.work@gmail.com
Россия, ул. Моховая, 11, стр. 7, Москва, 125009; Институтский пер., 9, Долгопрудный, Московская обл., 141700

Д. А. Габриелян

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Email: d.a.volkov.work@gmail.com
Россия, ул. Моховая, 11, стр. 7, Москва, 125009; ул. Красноказарменная, 14, стр. 1, Москва, 111250

А. Р. Сафин

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Email: d.a.volkov.work@gmail.com
Россия, ул. Моховая, 11, стр. 7, Москва, 125009; ул. Красноказарменная, 14, стр. 1, Москва, 111250

М. С. Михайлов

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Email: d.a.volkov.work@gmail.com
Россия, ул. Моховая, 11, стр. 7, Москва, 125009; ул. Красноказарменная, 14, стр. 1, Москва, 111250

С. А. Никитов

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет); Cаратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Email: d.a.volkov.work@gmail.com
Россия, ул. Моховая, 11, стр. 7, Москва, 125009; Институтский пер., 9, Долгопрудный, Московская обл., 141700; ул. Астраханская, 83, Саратов, 410012

Список литературы

  1. Locatelli N., Cros V., Grollier J. // Nature Mater. 2014. V. 13. № 1. P. 11.
  2. Shao Q., Li P., Liu L. et al. // IEEE Trans. 2021. V. MAG-57. № 7. Article No. 800439.
  3. Hикитов С.А., Сафин А.Р., Калябин Д.В. и др. // Успехи физ. наук. 2020. Т. 190. № 10. С. 1009.
  4. Puebla J., Kim J., Kondou K., Otani Y. // Commun. Mater. 2020. V. 1. № 1. Article № 24.
  5. Hemour S. Zhao Y., Lorenz C.H.P. et al. // IEEE Trans. 2014. V. MAG-62. № 4. P. 965.
  6. Liu L., Li Y., Liu Y. et al. // Phys. Rev. B. 2020. V. 102. № 1. P. 014411.
  7. Sharma V., Saha J., Patnaik S., Kuanr B.K. // J. Magn. Magn. Mater. 2017. V. 439. P. 277.
  8. Jermain C.L., Paik H., Aradhya S.V. et al. // Appl. Phys. Lett. 2016. V. 109. № 19. P. 192408.
  9. Akhtar M.N., Yousaf M., Khan S.N. et al. // Ceramics Int. 2017. V. 43. № 18. P. 17032.
  10. Волков Д.А., Габриелян Д.А., Матвеев А.А. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2024. Т. 119. № 5. С. 348.
  11. Tserkovnyak Y., Brataas A., Bauer G.E. // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 88. № 11. P. 117601.
  12. Tserkovnyak Y., Ochoa H. // Phys. Rev. B. 2017. V. 96. № 10. P. 100402.
  13. Zhu L., Ralph D.C., Buhrman R.A. // Phys. Rev. Lett. 2019. V. 123. № 5. P. 057203.
  14. Hикулин Ю.В., Хивинцев Ю.В., Селезнев М.Е. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2024. Т. 119. № 9. С. 676.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Экспериментальная установка.

Скачать (224KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости ISHE напряжения V ISHE от приложенного к Lu3Fe5O12/Pt постоянного магнитного поля H0 при различных расстояниях между излучателем и гетероструктурой.

Скачать (159KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Графические пояснения к проведенному электродинамическому моделированию. Схема численной модели и система координат. Внутри расчетной области, имеющей размер dx × dy × dz, находится моделируемый волновод с размерами a × b × c. На левую грань волновода, параллельную плоскости XOZ, подавалась мода H10 (a). Полученные при расчете нормированные модули электрического e = || и магнитного полей h = || в плоскости z = dz /2. Шкала соответствует относительной величине модуля поля. Вдоль белой линии снимались данные для сравнения с экспериментом (б).

Скачать (91KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость резонансного ISHE напряжения VISHE от расстояния до излучателя СВЧ-волны Ly, представляющего собой открытый конец волновода. Точками показаны экспериментальные данные. Сплошной линией отображены результаты моделирования.

Скачать (92KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025