Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 70, № 4 (2025)
Статьи
К 70-летию со дня рождения Сергея Аполлоновича Никитова
Радиотехника и электроника. 2025;70(4):289-291
289-291
К 70-ЛЕТИЮ С.А. НИКИТОВА
Спиновые волны в магнитных микроструктурах: магнонная логика и обработка информации
Аннотация
Представлен обзор современного состояния исследований в области магноники, направленной на разработку энергоэффективной элементной базы информационных систем и технологий, основанных на эффектах возбуждения, распространения и детектирования спиновых волн в тонкопленочных магнитных микро- и наноструктурах. Обсуждается прогресс, достигнутый в области разработки материалов для волноводов спиновых волн, а также в методах возбуждения, приема и управления распространением спиновых волн. Рассмотрены практические реализации эффектов распространения спиновых волн в магнитных микроструктурах для построения ряда логических ключей, обработки магнитных изображений, нейроморфных вычислений, сверхвысокочастотных устройств обработки информации и магнитных сенсоров, а также задачи, которые необходимо решить для дальнейшего развития.
Радиотехника и электроника. 2025;70(4):292-331
292-331
Электрозвуковые сдвиговые волны в щелевой структуре двух пьезоэлектриков
Аннотация
Представлены результаты работ, в которых рассмотрены дисперсионные свойства электрозвуковых волн в щелевой структуре двух пьезоэлектриков. В частности, показано, что при наличии разности скоростей сдвиговых волн в пьезоэлектриках отсутствуют чисто симметричные и антисимметричные моды, а коэффициенты граничной локализации сдвиговой волны будут значительно отличаться. Установлено, что при определенном равном уровне потерь и усиления (PT-симметричная структура) двух одинаковых пьезоэлектриков класса симметрии 6 происходит пересечение симметричной и антисимметричной мод. Точка пересечения определяет особую точку PT-симметричной структуры. Учет неодинакового уровня потерь и усиления в пьезоэлектриках приводит в спектре сдвиговых волн либо к пересечению, либо к касанию, либо к сближению двух мод в точке их вырождения (особой точке). Как и в случае чисто PT-симметричной структуры, частотная зависимость амплитуды в исключительной точке квази PT-симметричной структуры (при достаточно небольшой разнице в уровнях потерь и усиления) обладает очень узким пиком, что открывает возможность создания сверхчувствительных датчиков на их основе.
Радиотехника и электроника. 2025;70(4):332-347
332-347
Исследования по созданию антиколлизионных меток радиочастотной идентификации на поверхностных акустических волнах
Аннотация
Приведен обзор результатов двадцатилетних исследований по решению проблемы антиколлизонной защиты радиочастотных идентификационных меток на поверхностных акустических волнах. Проведено сравнение разных способов антиколлизионной защиты. Представлены результаты по решению этой проблемы для неограниченного числа меток.
Радиотехника и электроника. 2025;70(4):348-354
348-354
Идеализированные пассивные элементы вещественного дробного порядка. Часть 2. Классификация
Аннотация
Введено понятие идеализированного пассивного элемента комплексного дробного порядка γ = α + jβ синоним которого идеальный комплексный фрактальный элемент (ИКФЭ). Введены соответствующие основные и производные параметры ИКФЭ. Показано, что ИКФЭ является обобщенным двухполюсным пассивным элементом фрактальной радиоэлектроники, который обобщает свойства не только всех существующих идеализированных пассивных двухполюсных элементов, но и безгранично расширяет возможности современной элементной базы. Приведена классификация всех существующих двухполюсных пассивных идеализированных пассивных элементов в зависимости от значения комплексного дробного показателя импеданса. Определены размерности и физический смысл этих элементов в зависимости от значений α и β.
Радиотехника и электроника. 2025;70(4):355-362
355-362
Особенности транспорта фононов в диэлектриках с наноструктурными неоднородностями
Аннотация
Проанализированы особенности теплоемкости и фононного спектра в монокристаллах твердых растворов иттрий-редкоземельных алюмогранатов Y3–xRexAl5O12 (Re-Ho; Er), склонных к кластеризации. Показано, что наномасштабные неоднородности в монокристаллах твердых растворов могут быть ответственны за формирование дополнительных локальных мод в теплоемкости в области низких температур.
Радиотехника и электроника. 2025;70(4):363-369
363-369
Детектирование сверхвысокочастотного излучения гетероструктурой ферромагнетик/нормальный металл в ближнем поле антенны
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).
Радиотехника и электроника. 2025;70(4):370-375
370-375
Нелинейная динамика намагниченности при Бозе-Эйнштейновской конденсации магнонов
Аннотация
Представлено уравнение динамики Бозе-Эйнштейновского конденсата магнонов в ферромагнитной пленке, полученное на основе квантово-механической теории. Рассмотрены основные взаимодействия, влияющие на эволюцию конденсированного состояния. Проделан переход от уравнения для оператора уничтожения сконденсированных магнонов к автономной системе дифференциальных уравнений первого порядка, описывающих их амплитуду и фазу. Исследованы фазовые траектории такой системы методом построения фазовых портретов и определения устойчивости стационарных точек.
Радиотехника и электроника. 2025;70(4):376-383
376-383
Новые возможности применения специальных оптических волокон
Аннотация
Приведены результаты разработок и создания различных специализированных оптических волокон (ОВ) для применения в науке и технике. Описаны методики создания ОВ с записанными в световедущей сердцевине брэгговскими структурами непосредственно в процессе вытяжки ОВ. На основе таких ОВ созданы датчики отраженного сигнала и одночастотные лазерные комплексы. При помощи методов прецизионного утонения светоотражающей оболочки и нанесения нанопокрытий получены волоконные измерители показателя преломления жидкостей. Показаны способы использования многосердцевинных ОВ и возможностей создания конечных проборов на их основе.
Радиотехника и электроника. 2025;70(4):384-395
384-395
Дважды отрицательные среды на основе магнитных метаматериалов и полупроводников для микроволнового диапазона частот
Аннотация
Приведены результаты теоретического исследования и численного моделирования в программе MaxLLG ферромагнитных метаматериалов с металлическими (немагнитными) включениями, а также бигиротропных сред со свойствами ферромагнитного полупроводника. Продемонстрирована возможность получения из таких материалов дважды отрицательных сред, в которых на частотах микроволнового диапазона существует обратная электромагнитная волна.
Радиотехника и электроника. 2025;70(4):396-404
396-404
Дисперсионные характеристики спиновых волн в наноразмерном магнонном кристалле
Аннотация
Приведены результаты исследования особенностей распространения спиновых волн в магнонном кристалле на основе наноразмерной ферромагнитной пленки с периодической системой канавок на поверхности. Микромагнитное моделирование проведено в среде MuMax3. Установлено, что на дисперсионной характеристике магнонного кристалла вблизи каждой основной ширинной моды формируются дополнительные гибридные моды. Соотношение ширин столбик/канавка влияет на распределение энергии между гибридными модами и на частоту отсечки основных мод. Проанализировано влияние соотношения ширин столбик/канавка на формирование запрещенных зон на основе дисперсионных и амплитудно-частотных характеристик. Показано, что наиболее выраженные запрещенные зоны наблюдаются для больших соотношений ширин столбик/канавка. Также увеличение соотношения ширин столбик/канавка и увеличение глубины канавки приводит к увеличению количества порядков выраженных брэгговских резонансов.
Радиотехника и электроника. 2025;70(4):405-411
405-411
Одноканальный магнонный демультиплексор на основе связанных поперечно ограниченного волновода и интерферометра Маха-Цендера
Аннотация
Исследовано распространение спиновых волн в системе связанных интерферометра Маха-Цендера (МЦ) и поперечно ограниченного волновода на основе железо-иттриевого граната. С помощью микромагнитного моделирования продемонстрирована возможность работы системы в качестве одноканального демультиплексора спин-волновых сигналов. Показано, что расстояние между интерферометром МЦ и поперечно ограниченного волновода и изменение его ширины проявляются как в фазовом сдвиге распространяющегося сигнала, так и в эффективности связи в области. Продемонстрированы демультиплексирующие характеристики структуры, которые позволяют реализовать пространственно-частотную селекцию сигнала. Предложенная система связанных волновода и МЦ демонстрирует основы для реализации набора логических операций и может быть использована в интегральных схемах, основанных на магнонных принципах.
Радиотехника и электроника. 2025;70(4):412-417
412-417
Дисперсионные и поляризационные характеристики волноводных мод обменных спиновых волн в эпитаксиальных пленках железоиттриевого граната
Аннотация
Исследованы свойства обменных спиновых волн (ОСВ) в эпитаксиальных пленках железоиттриевого граната (ЖИГ). Проведен комплексный анализ особенностей возбуждения, распространения и взаимодействия ОСВ с учетом их анизотропных свойств. Предложена методика расчета дисперсионных и энергетических характеристик волноводных мод ОСВ для различных направлений распространения волн в касательно намагниченных пленках ЖИГ. Установлено, что наличие как эллиптической, так и линейной поляризации волн прецессии приводит к деформации траектории прецессии вектора намагниченности и изменению ориентации осей симметрии эллиптической траектории. Экспериментально подтверждено хорошее согласие между расчетными и измеренными характеристиками ОСВ. Полученные результаты позволяют создавать новые типы функциональных устройств для передачи, хранения и обработки информации на основе коротковолновых обменных спиновых волн.
Радиотехника и электроника. 2025;70(4):418-426
418-426