Features of the temperature dependence of the spectra of spin waves in a thin Pd-Fe film of gradient composition

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

An epitaxial film of a Pd-Fe alloy with a thickness of 202 nm was synthesized with an iron concentration varying in depth from 2 to 10 at. %. The temperature dependence of the spin-wave resonance spectra was measured in the film. Modeling of the spectra of standing spin waves was carried out. From the correlation of the theoretical spectra with the experimental data, the temperature dependences of the normalized exchange stiffness, the ratio of effective magnetization to saturation magnetization, and the surface spin pinning coefficients were obtained.

Full Text

Restricted Access

About the authors

I. V. Yanilkin

Kazan Federal University; Federal Research Center Kazan Scientific Center of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: yanilkin-igor@yandex.ru

Institute of Physics, Zavoisky Physical-Technical Institute

Russian Federation, Kazan; Kazan

A. I. Gumarov

Kazan Federal University; Federal Research Center Kazan Scientific Center of Russian Academy of Sciences

Email: yanilkin-igor@yandex.ru

Institute of Physics, Zavoisky Physical-Technical Institute

Russian Federation, Kazan; Kazan

B. F. Gabbasov

Kazan Federal University; Federal Research Center Kazan Scientific Center of Russian Academy of Sciences

Email: yanilkin-igor@yandex.ru

Institute of Physics, Zavoisky Physical-Technical Institute

Russian Federation, Kazan; Kazan

R. V. Yusupov

Kazan Federal University

Email: yanilkin-igor@yandex.ru

Institute of Physics

Russian Federation, Kazan

L. R. Tagirov

Kazan Federal University; Federal Research Center Kazan Scientific Center of Russian Academy of Sciences

Email: yanilkin-igor@yandex.ru

Institute of Physics, Zavoisky Physical-Technical Institute

Russian Federation, Kazan; Kazan

References

  1. Chumak A.V., Kabos P., Wu M. et al. // IEEE Trans. Magn. 2022. V. 58. No. 6. P. 1.
  2. Barman A., Gubbiotti G., Ladak S. et al. // J. Phys. Cond. Matter. 2021. V. 33. Art. No. 413001.
  3. Rezende S.M. Fundamentals of magnonics. Springer Nature Switzerland AG, 2020.
  4. Губанов В.А., Кругляк В.В., Садовников А.В. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 3. С. 417; Gubanov V.A., Kruglyak V.V., Sadovnikov A.V. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 3. P. 362.
  5. Хутиева А.Б., Акимова В.Р., Бегинин Е.Н. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 6. С. 792; Khutieva A.B., Akimova V.R., Beginin E.N. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 6. P. 697.
  6. Хутиева А.Б., Садовников А.В., Аннненков А.Ю. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2021. Т. 85. № 11. С. 1542; Khutieva A.B., Sadovnikov A.V., Annenkov A.Yu. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2021. V. 85. No. 11. P. 1205.
  7. Ignatchenko V.A., Tsikalov D.S. // J. Appl. Phys. 2020. V. 127. No. 12. Art. No. 123903.
  8. Ignatchenko V.A., Tsikalov D.S. // J. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 510. Art. No. 166643.
  9. Исхаков Р.С., Чеканова Л.А., Важенина И.Г. // Изв. РАН. Сер. физ. 2013. Т. 77. № 10. С. 1469; Iskhakov R.S., Chekanova L.A., Vazhenina I.G. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2013. V. 77. No. 10. P. 1265.
  10. Важенина И.Г., Чеканова Л.А., Исхаков Р.С. // Изв. РАН. Сер. физ. 2019. Т. 83. № 6. С. 786; Vazhenina I.G., Chekanova L.A., Iskhakov R.S. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2019. V. 83. No. 6. P. 713.
  11. Исхаков Р.С., Столяр С.В., Чеканова Л.А. и др. // ФТТ. 2020. Т. 62. № 10. С. 1658; Iskhakov R.S., Chekanova L.A., Vazhenina I.G. et al. // Phys. Solid State. 2020. V. 62. No. 10. P. 1861.
  12. Yanilkin I.V., Gumarov A.I., Golovchanskiy I.A., et al. // Nanomaterials. 2023. V. 12. No. 24. Art. No. 4361.
  13. Gallardo R.A., Alvarado-Seguel P., Schneider T. et al. // New J. Phys. 2019. V. 21. No. 3. Art. No. 033026.
  14. Ododo J.C. // J. Physics F. 1983. V. 13. No. 6. P. 1291.
  15. Esmaeili A., Yanilkin I.V., Gumarov A.I. et al. // Sci. China Mater. 2021. V. 64. No. 5. P. 1246.
  16. Esmaeili A., Yanilkin I.V., Gumarov A.I. et al. // Thin Solid Films. 2019. V. 669. P. 338.
  17. Yanilkin I., Mohammed W., Gumarov A. et al. // Nanomaterials. 2020. V. 11. No. 1. Art. No. 64.
  18. Golovchanskiy I.A., Yanilkin I.V., Gumarov A.I. et al. // Phys. Rev. Mater. 2022. V. 6. No. 6. Art. No. 064406.
  19. Янилкин И.В., Гумаров А.И., Головчанский И.А. и др. // ЖТФ. 2023. Т. 93. № 2. С. 214; Yanilkin I.V., Gumarov A.I., Golovchanskiy I.A. et al. // Tech. Phys. 2023. V. 68. No. 2. P. 202.
  20. Fallarino L., Riego P., Kirby B.J. et al. // Materials. 2018. V. 11. No. 2. P. 251.
  21. Fallarino L., Quintana M., Rojo E. L. et al. // Phys. Rev. Appl. 2021. V. 16. No. 3. Art. No. 034038.
  22. Quintana M., Meléndez A., Valderrama C. M. et al. // Phys. Rev. Appl. 2022. V. 18. No. 5. Art. No. 054024.
  23. Kuz’min M.D. // Phys. Rev. B. 2008. V. 77. No. 18. Art. No. 184431.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Magnetic hysteresis loops for an inhomogeneous Pd-Fe film obtained at different temperatures in a magnetic field applied along the [110] (a) and [100] (b) directions. Inset: dependence of the coercive field (magnetic field along [110]) on temperature for both an inhomogeneous Pd-Fe film (black triangles) and two homogeneous epitaxial films with different iron concentrations: Pd98Fe2 (pink squares) and Pd92Fe8 (purple circles).

Download (179KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependence of the average magnetization of the film (a) and the profile of local magnetization inside the film (b) on temperature. Dots are the experiment, lines are the model.

Download (163KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Temperature dependence of the spin-wave resonance spectrum (a) and the magnitudes of the resonance field (b) of standing spin waves in a gradient film of Pd-Fe alloy. The temperature changes from 10 to 250 K with a step of 10 K.

Download (366KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Upper panel — spin-wave resonance spectra of the Pd-Fe alloy gradient film at different temperatures. Dots — experiment, red lines — model. Lower panel — corresponding distributions of the precession amplitude m(z) over the film thickness. Red dash-dotted line — dependence of potential V on coordinate z.

Download (263KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Temperature dependences of the normalized exchange rigidity (a), the ratio of the effective magnetization to the saturation magnetization (b), and the pinning coefficients on the surface and at the ferromagnet/paramagnet interface (c).

Download (154KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Dependence of the width at half-maximum of the resonances of the SWS modes of the inhomogeneous Pd-Fe film (solid lines) and the homogeneous Pd94Fe6 film (dash-dotted line) on temperature.

Download (117KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».