Spektral'nye svoystva TGts izlucheniya lateral'no strukturirovannykh spintronnykh istochnikov

Cover Page

Full Text

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

Abstract

В работе экспериментально исследованы спектральные свойства терагерцового излучения спинтрон-ного эмиттера на основе гетероструктуры ферромагнетик/тяжелый металл (Co(2нм)/Р1(2нм)), а также изготовленной из нее периодической системы полос (период от 4 мкм до 1 мм). Продемонстрированы два основных механизма, определяющие ТГц спектр таких источников. Первый из них наблюдается как в сплошной многослойной пленке, так и в периодической решетке. Он заключается в том, что в результате интерференции сигнала от разных пространственных областей эмиттера амплитуда волны спадает с увеличением угла между нормалью к пленке и направлением распространения излучения, причем характерный масштаб спада зависит от длины волны. Это приводит к смещению максимума спектральной амплитуды излучения в область более низких частот при увеличении угла направления распространения излучения. Второй механизм проявляется только в периодической системе полос. Он состоит в том, что при намагничивании периодических решеток с малым периодом вдоль полос ТГц излучение подавляется в результате накопления заряда на их границах. Данный эффект является более существенным для больших длин волн и поэтому сопровождается сдвигом спектрального максимума в область высоких частот. Исследованные в настоящей работе механизмы позволят в перспективе создавать спинтронные источники ТГц излучения с заданным положением максимума спектральной амплитуды ТГц излучения.

References

  1. T. Kampfrath, M. Battiato, P. Maldonado, G. Eilers, J. Nötzold, S. Mahrlein, V. Zbarsky, F. Freimuth, Y. Mokrousov, S. Blügel, M. Wolf, I. Radu, P. M. Oppeneer, M. Münzenberg, Nat. Nanotechnol. 8, 256 (2013).
  2. T. Seifert, S. Jaiswal, U. Martens et al. (Collaboration), Nat. Photonics 10, 483 (2016).
  3. C. Bull, S. M. Hewett, R. Ji, C.-H. Lin, T. Thomson, D. M. Graham, and P. W. Nutter, APL Mater. 9, 090701 (2021).
  4. J. Sinova, S. O. Valenzuela, J. Wunderlich, C. H. Back, and T. Jungwirth, Rev. Mod. Phys. 87, 1213 (2015).
  5. М. И. Дьяконов, В. И. Перель, Письма в ЖЭТФ 13, 657 (1971).
  6. Е. А. Караштин, Письма в ЖЭТФ 108, 88 (2018).
  7. J. C. Rojas Sanchez, L. Vila, G. Desfonds, S. Gambarelli, J. P. Attane, J. M. De Teresa, C. Magen, A.Fert, Nat. Commun. 4, 2944 (2013).
  8. E. Lesne, Yu Fu, S. Oyarzun et al. (Collaboration), Nat. Mater. 15, 1261 (2016).
  9. K. Cong, E. Vetter, L. Yan, Y. Li, Q. Zhang, Y. Xiong, H. Qu, R. D. Schaller, A. Hoffmann, A. F. Kemper, Y. Yao, J. Wang, W. You, H. Wen, W. Zhang, and D. Sun, Nat. Commun. 12, 5744 (2021).
  10. E. Th. Papaioannou and R. Beigang, Nanophotonics 10(4), 1243 (2021).
  11. R. Rouzegar, A. L. Chekhov, Y. Behovits, B. R. Serrano, M. A. Syskaki, C. H. Lambert, D. Engel, U. Martens, M. Muünzenberg, M. Wolf, G. Jakob, M. Klüaui, T. S. Seifert, and T. Kampfrath, Phys. Rev. Applied 19, 034018 (2023).
  12. L. Zhang, X. Zeng, D. Zhang, T. Wen, Z. Zong, H. Zhang, and L. Jin, Appl. Phys. Lett. 125, 152401 (2024).
  13. А. А. Гуськов, Н. В. Безвиконный, С. Д. Лавров, Russian Technological Journal 12, 96 (2024).
  14. H. Cheng, Y. Wang, H. He, Q. Huang, and Y. Lu, Phys. Rev. B 105, 155141 (2022).
  15. G. Li, R. Medapalli, R. V. Mikhaylovskiy, F. E. Spada, Th. Rasing, E. E. Fullerton, and A. V. Kimel, Phys. Rev. Mater. 3, 084415 (2019).
  16. L. Scheuer, M. Ruhwedel, D. Karfaridis, I. G. Vasileiadis, D. Sokoluk, G. Torosyan, G. Vourlias, G. P. Dimitra-kopoulos, M. Rahm, B. Hillebrands, Th. Kehagias, R. Beigang, and E. Th. Papaioannou, iScience 25, 104319 (2022).
  17. D. Yang, J. Liang, C. Zhou, L. Sun, R. Zheng, S. Luo, Y. Wu, and J. Qi, Adv. Opt. Mater. 4, 1944 (2016).
  18. D. M. Nenno, R. Binder, and H. C. Schneider, Phys. Rev. Appl. 11, 054083 (2019).
  19. Z. Feng, R. Yu, Y. Zhou, H. Lu, W. Tan, H. Deng, Q. Liu, Z. Zhai, L. Zhu, J. Cai, B. Miao, and H. Ding, Adv. Opt. Mater. 6, 1800965 (2018).
  20. Y. Ogasawara, Y. Sasaki, S. Iihama, A. Kamimaki, K. Z. Suzuki, and S. Mizukami, Appl. Phys. Express 13, 063001 (2020).
  21. M. Fix, R. Schneider, S. Michaelis de Vasconcellos, R. Bratschitsch, and M. Albrecht, Appl. Phys. Lett. 117, 132407 (2020).
  22. E. A. Karashtin, N. S. Gusev, M. V. Sapozhnikov, P. Yu. Avdeev, E. D. Lebedeva, A. V. Gorbatova, A. M. Buryakov, and E. D. Mishina, Phys. Rev. Applied 22, 054075 (2024).
  23. D. Kong, X. Wu, B. Wang, T. Nie, M. Xiao, C. Pandey, Y. Gao, L. Wen, W. Zhao, C. Ruan, J. Miao, Y. Li, and L. Wang, Adv. Opt. Mater. 7, 1900487 (2019).
  24. P. Li, S. Liu, X. Chen, C. Geng, and X. Wu, Front. Optoelectron. 15, 12 (2022).
  25. S. M. Hewett, C. Bull, A. M. Shorrock, C.-H. Lin, R. Ji, M. T. Hibberd, T. Thomson, P. W. Nutter, and D. M. Graham, Appl. Phys. Lett. 120, 122401 (2022).
  26. A. M. Buryakov, A. V. Gorbatova, P. Y. Avdeev, E. D. Lebedeva, K. A. Brekhov, A. V. Ovchinnikov, N. S. Gusev, E. A. Karashtin, M. V. Sapozhnikov, E. D. Mishina, N. Tiercelin, and V. L. Preobrazhensky, Appl. Phys. Lett. 123, 082404 (2023).
  27. W. Wu, S. Lendinez, M. Taghipour Kaffash, R. D. Schaller, H. Wen, and M. B. Jungfleisch, J. Appl. Phys. 128, 103902 (2020).
  28. B. Song, Y. Song, S. Zhang, K. Jin, W. Zhu, Q. Li, Z. Zhang, X. Lin, Y. Dai, and X. Yan, Appl. Phys. Express 12, 122003 (2019).
  29. Z. Jin, S. Zhang, W. Zhu, Q. Li, W. Zhang, Z. Zhang, S. Lou, Y. Dai, X. Lin, G. Ma, and J. Yao, Phys. Status Solidi Rapid Res. Lett. 13, 1900057 (2020).
  30. A. Buryakov, P. Avdeev, D. Khusyainov, N. Bezvikon-nyy, A. Coclet, A. Klimov, N. Tiercelin, S. Lavrov, and V. Preobrazhensky, Nanomaterials 13(11), 1710 (2023).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

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».