Научная тема: «СПИНОВЫЕ ВОЛНЫ В СЛОИСТЫХ СТРУКТУРАХ НА ОСНОВЕ СЛАБОАНИЗОТРОПНЫХ ПЛЕНОК ФЕРРИТОВ ГРАНАТОВ»
Специальность: 01.04.11
Год: 2008
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Установлено, что ферритовые пленки /ГГГ (111) при степени замещения , намагниченности насыщения Гс и типичных для пленок чистого ЖИГ значениях параметра диссипации Э обладают полями одноосной Э и кубической Э анизотропии, константами магнитострикции и и характеризуются величиной постоянной неоднородного обмена . В таких пленках можно наблюдать распространение дипольных магнитостатических спиновых волн начиная с частот 10 МГц. При этом дисперсионные характеристики таких МСВ могут легко перестраиваться упругими напряжениями, а сами МСВ могут взаимодействовать с обменными и упругими волнами тонкопленочной структуры, что в условиях фазового синхронизма может приводить к возникновению аномальных участков в спектре и осцилляциям затухания, а в отсутствие такового - к радиационным потерям МСВ.
  2. Спектр ПМСВ, распространяющихся в структурах феррит-проводник, с точностью не хуже 10% соответствует спектру ПМСВ либо в структуре феррит-идеальный металл, либо в изолированной пленке. ЭДС увлечения электронов в структуре феррит-полупроводник осциллирует на частотах резонансного взаимодействия МСВ с обменными модами или упругими модами структуры пленка-подложка. Вклад электронов в коэффициент связи МСВ и упругих волн, а также лэмбовских и сдвиговых волн, может приводить к появлению существенной мнимой части, что проявляется в расталкивании частотных зависимостей декрементов взаимодействующих волн.
  3. В двухслойных ферритовых структурах можно эффективно управлять дисперсией и затуханием МСВ при изменении взаимной ориентации эквивалентных кристаллографических осей, направления внешнего магнитного поля и величины межслойного обмена.
  4. В ферритовых пленках параметрические спиновые волны (ПСВ) могут существенно менять дисперсию и затухание МСВ и условия ее резонансного взаимодействия с упругими волнами Рэлея. Слабый дополнительный сигнал в условиях трехмагнонных распадов ПМСВ может заметно менять распределение ПСВ по спектру пленки и приводить к эффекту усиления вторичных ПМСВ. Вторичные ПМСВ могут образовываться в результате беспороговых процессов слияния двух ПСВ, одна из которых отвечает вырожденному, а другая - невырожденному трехмагнонным распадам ПМСВ накачки.
  5. При уровнях надкритичности накачки 1-10 дБ в спектре сигнала МСВ, распространяющихся в касательно намагниченной пленке в условиях трехмагнонных распадов, рождаются сателлиты с частотами 10-1000 кГц, которые не связаны с геометрическими размерами пленки или протяженностью неравновесного участка пленки. При достаточно большой надкритичности МСВ в пленке происходит рождение шумового сигнала, причем в условиях трехмагнонных распадов это обусловлено кинетической неустойчивостью в системе параметрических спиновых волн, а в условиях четырехмагнонного распада - может также явиться результатом развития динамического хаоса через разрушение двухчастотного квазипериодического движения и удвоение периода.
  6. Распространение (взаимодействие) импульсов СВЧ в структурах феррит-диэлектрик-металл (ФДМ) на частотах существования МСВ существенно определяется дисперсионными и нелинейными эффектами и выбором местоположения выходного преобразователя (области взаимодействия импульсов) относительно неравновесного участка пленки. В условиях трехмагнонного распада, на выходном преобразователе, расположенном за неравновесным участком, формируется эхо-импульс,  вызванный слиянием параметрических СВ и "отключением" механизма нелинейного затухания СВ на неравновесном участке. Четырехмагнонные процессы в ФДМ структуре приводят к самовоздействию импульсов ПМСВ лишь при длительности меньшей времени развития параметрической неустойчивости.
  7. В рамках модели, основанной на нестационарном нелинейном уравнении Шредингера с диссипативным членом, удается получить качественное совпадение результатов численного и экспериментального исследований эффектов самовоздействия импульсов ПМСВ в структуре ФДМ.
Список опубликованных работ
1.Луговской А.В., Филимонов Ю.А. Одновременное существование магнитоупругих и обменных осцилляций прохождения волны Дэймона-Эшбаха в слоистой структуре ЖИГ-ГГГ // РЭ, 1984, Т.29, №12, С.2412-2418.

2.Казаков Г.Т., Филимонов Ю.А. Бездиссипативный механизм фильтрации быстрых маг-нитоупругих волн в ферритовых структурах // Письма в ЖТФ, 1984, Т.10, №24, С.1482-1486.

3.Казаков Г.Т., Филимонов Ю.А. Магнитоупругое взаимодействие в тонких ферритовых слоях // В кн.: Лекции по электрон. СВЧ и радиофизике, 6-я зимняя шк.-семинар, Сара-тов, 1983, Ч.2., С.147-170.

4.Балашова Е.В., Казаков Г.Т., Филимонов Ю.А. Влияние идеально проводящего металла на резонансное взаимодействие дипольных магнитостатических волн с объемными упругими волнами в слоистой структуре // РЭ, 1985, Т.30, №10,С.1930-1935.

5.Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Сухарев А.Г., Филимонов Ю.А. Исследование эффекта ге-нерации статической ЭДС бегущими поверхностными магнитостатическими волнами в тонкопленочной структуре феррит-полупроводник // РЭ, 1986, Т.31, №2, С.411-413.

6.Казаков Г.Т., Филимонов Ю.А. Поверхностные магнитостатические волны в феррит-полупроводниковых структурах конечной ширины // РЭ, 1987, Т.32, №5, С.1105-1107.

7.Дудко Г.М., Казаков Г.Т., Кожевников А.В., Филимонов Ю.А. Удвоение периода и хаос при четырехмагнонном распаде бегущих магнитостатических волн // Письма в ЖТФ, 1987, Т.13, №12, С.736-738.

8.Казаков Г.Т., Сухарев А.Г., Нурджанова С.К., Нам Б.П., Филимонов Ю.А., Хе А.С. Об-менные осцилляции ЭДС увлечения в тонкопленочных структурах железо-иттриевый гранат – n-InSb // РЭ, 1988, Т.23, №4, С.801-807.

9.Казаков Г.Т., Нам Б.П., Марголина Р.Ю., Маряхин А.В., Суров Ю.И., Сухарев А.Г., Фи-лимонов Ю.А., Шеин И.В., Хе А.С. Магнитостатические волны высокочастотного (40 МГц) диапазона в Ga,Sc-замещенных пленках ЖИГ // Письма в ЖТФ, 1988, Т.14, №19, С.1733-1737.

10.Дудко Г.М., Филимонов Ю.А. Развитие модуляционной неустойчивости магнитостати-ческих волн в пленках ЖИГ // Письма в ЖТФ, 1988, Т.15, №2, С.55-60.

11.Казаков Г.Т., Филимонов Ю.А. Взаимодействие магнитостатических волн с носителями заряда в слоистых ферритовых структурах // Изв. вузов, Сер. Физика, 1989, Т.32, №1, С.25-29.

12.Казаков Г.Т., Сухарев А.Г., Филимонов Ю.А., Шеин И.В. Влияние кубической анизо-тропии на спектр спиновых волн произвольно намагниченной пленки ЖИГ с плоскостью (111) // ЖТФ, 1989, Т.59, №2, С.186-189.

13.Kazakov G.T., Sukharev A.G., Filimonov Yu.A., Shein I.V. Magnetoelastic interaction in Ga,Sc-substituted YIG films //Poceedings of the II ISWAS’89 and Acoustoelectronics, Varna, 1989, Bulgaria, V.1, P.202-204.

14.Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Филимонов Ю.А., Шеин И.В., Хе А.С. Магнитостатиче-ские волны в косонамагниченной структуре с двумя ферритовыми слоями ориента-ции(111) // РЭ, 1990, Т.35, №5, С.956-965.

15.Дудко Г.М., Казаков Г.Т., Сухарев А.Г., Филимонов Ю.А., Шеин И.В. Магнитостатиче-ские волны в косонамагниченных слоях анизотропного феррита // РЭ, 1990, Т.35, №5, С.966-976.

16.Казаков Г.Т., Сухарев А.Г., Филимонов Ю.А. Радиационные потери магнитостатических волн Дэймона-Эшбаха в пленках железоиттриевого граната // ФТТ, 1990, Т.32, №12, С.3571-3578.

17.Казаков Г.Т., Кац М.Л., Филимонов Ю.А. Пространственно-частотная селекция поверх-ностных магнитостатических волн в структуре феррит-электронный поток // Письма в ЖТФ, 1991, Т.17, №7, С.65-69.

18.Казаков Г.Т., Сухарев А.Г., Филимонов Ю.А. Резонансное взаимодействие магнитоста-тических волн (МСВ) в пленках Ga,Sc:ЖИГ с полосовой доменной структурой (ПДС)//Тезисы докладов V Всесоюзной школы по спин-волновой электронике СВЧ, Звенигород, 1991, С.83-84.

19.Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Маряхин А.В., Нам Б.П., Сухарев А.Г., Филимонов Ю.А., Хе А.С. Магнитостатические волны в слабо анизотропных Ga,Sc-замещенных пленках железоиттриевого граната // РЭ, 1992, Т.37, №6, С.1086-1095.

20.Казаков Г.Т., Кац М.Л., Филимонов Ю.А. Резонансное взаимодействие поверхностных магнитостатических волн с электронным потоком // РЭ, 1992, Т.37, №10, С.1898-1905.

21.Филимонов Ю.А., Шеин И.В. Внутренние магнитостатические волны в структуре с двумя анизотропными ферритовыми слоями // ЖТФ, 1992, Т.62, №1, С.187-196.

22.Казаков Г.Т.. Кац М.Л., Сухарев А.Г., Филимонов Ю.А. Тепловое воздействие ленточного электронного потока на распространение поверхностных магнитостатических волн в пленках железоиттриевого граната // ЖТФ, 1992, Т.62, №11, С.115-126.

23.Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Маряхин А.В., Сухарев А.Г., Филимонов Ю.А., Хе А.С. Обменная жесткость и постоянная неоднородного обмена в пленках Ga,Sc-замещенных ЖИГ // ФТТ, 1992, Т.34, №5, С.1376-1383.

24.Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Маряхин А.В., Сухарев А.Г., Филимонов Ю.А., Хе А.С. Резонансное взаимодействие магнитостатических и обменных волн в структуре с двумя обменно-связанными пленками // Письма в ЖТФ, 1993, Т.19, №11, С.65-69.

25.Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Кац М.Л., Филимонов Ю.А. Влияние закрепления поверх-ностных спинов на спектр спин-волнового резонанса структуры с двумя обменно-связанными пленками // ФТТ, 1993, Т.35, №5, С.1191-1200.

26.Vysotsky S.L., Kazakov G.T., Nam B.P., Filimonov Yu.A., He A.S. Evidence of the exchange coupling effect in the spin-wave spectrum of the structure with two different magnetic layers // JMMM, 1994, V.131, P.235-241.

27.Веселов А.Г., Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Сухарев А.Г., Филимонов Ю.А. Поверхностные магнитостатические волны в металлизированных пленках ЖИГ // РЭ, 1994, Т.39, №12, С.2067-2074.

28.Казаков Г.Т., Кожевников А.В., Филимонов Ю.А. Стимуляция трехмагнонного распада магнитостатических волн дополнительной локальной накачкой//Письма в ЖТФ, 1995, Т.21, С.47-52.

29.Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Маряхин А.В., Филимонов Ю.А., Хе А.С. Влияние дина-мического закрепления спинов на межслойной границе на распространение поверхностных магнитостатических волн в многослойной ферритовой структуре // Письма в ЖЭТФ, 1995, Т.61, №8, С.693-698.

30.Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Маряхин А.В., Филимонов Ю.А., Хе А.С. Поверхностные магнитостатические волны в обменно-связанных ферритовых пленках //ФТТ, 1996, Т.38, №2, С.407-418.

31.Kozhevnikov A.V., Nikitov S.A., Filimonov Yu.A. Dispersion and losses of non-linear magne-tostatic waves in YIG films // J. de Physique, 1997, V.7, P.401-402 .

32.Казаков Г.Т., Кожевников А.В., Филимонов Ю.А. Четырехмагнонный распад поверх-ностных магнитостатических волн в пленках ЖИГ // ФТТ, 1997, Т.39, №2, С.330-338.

33.Веселов А.А., Никитов Д.С., Филимонов Ю.А. Поверхностные спиновые волны в фер-ромагнитных пленках // РЭ, 1997, Т.42, №9, С.1097-1104.

34.Дудко Г.М., Филимонов Ю.А. Самофокусировка ограниченных пучков обратных объемных магнитостатических волн в ферромагнитных пленках (численный эксперимент) // Изв. вузов сер. Прикладная нелинейная динамика, 1997, Т.5, №6, с.29-40.

35.Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Маряхин А.В., Филимонов Ю.А. Объемные магнитостати-ческие волны в обменно-связанных ферритовых пленках//ЖТФ, 1998, Т.61, №8, С.97-110.

36.Дудко Г.М., Филимонов Ю.А. Численное исследование явлений самовоздействия огра-ниченных пучков обратных объемных магнитостатических волн в ферромагнитных пленках // Изв. вузов сер. Прикладная нелинейная динамика, 1999, Т.7, №2-3, С.17-28.

37.Веселов А.А., Высоцкий С.Л., Никитов Д.С., Филимонов Ю.А. Поверхностные спиновые волны в двухслойных ферромагнитных пленках // РЭ, 1999, Т.44, №7, С.851-858.

38.Веселов А.Г., Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Поверхностные магнитоупругие волны в пленках Ga,Sc-замещенного железоиттриевого граната // РЭ, 1999, Т.44, №3, С.366-370.

39.Казаков Г.Т., Кожевников А.В., Филимонов Ю.А. Влияние параметрически возбужден-ных спиновых волн на дисперсию и затухание поверхностных магнитостатических волн в ферритовых пленках // ЖЭТФ, 1999, Т.115, №1, С.318-332.

40.S.A.Nikitov, Yu.V.Gulyaev, Yu.A.Filimonov. Non-linear microwave and magnetooptical properties of ferrite films.//Nano-Crystalline and Thin Film Magnetic Oxides. I.Nedkov and M.Ausloos (eds.), Kluwer Academic Publishers, 1999, pp.79-92.

41.Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Резонансное взаимодействие обратных объемных магнитостатических волн с объемными упругими волнами в ферромагнитных пластинах // РЭ, 2000, 45, №6, 742-748.

42.Анфиногенов В.Б., Высоцкий С.Л., Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е., Казаков Г.Т., Лугов-ской А.В., Маряхин А.В., Медников А.М., Нам Б.П., Никитов С.А., Огрин Ю.Ф., Ползи-кова Н.И., Раевский А.О., Сухарев А.Г., Темирязев А.Г., Тихомирова М.П., Тихонов В.В., Филимонов Ю.А., Хе А.С. Устройства на основе спиновых волн для обработки ра-диосигналов в диапазоне частот 50 МГц…20 ГГц // Радиотехника, 2000, №8, С.6-14.

43.Галишников А.А., Дудко Г.М., Филимонов Ю.А. Влияние внешнего периодического воздействия на режим самомодуляции магнитостатических волн // Изв. вузов сер. При-кладная нелинейная динамика, 2001,Т.9, № 4-5, С.95-106.

44.Дудко Г.М., Филимонов Ю.А. Волновые пучки ООМСВ при одновременном развитии процессов самомодуляции и самофокусировки // Изв. вузов сер. Прикладная нелинейная динамика, 2001, Т.9, № 4-5, С.107-118.

45.Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Резонансное взаимодействие лэмбовских и сдвиговых упругих волн в ферромагнитной пластине // РЭ, 2001, Т.46, №10, С.1272-1276.

46.Filimonov Yu.A., Marcelli R., Nikitov S.A. Non-linear magnetostatic surface waves pulse propagation in ferrite-dielectric-metal structure // IEEE Trans. on Magn. 2002, September, V.38, №5, pp.3105-3107.

47.Дудко Г.М., Филимонов Ю.А. Самовоздействие 2D-импульсов обратных объемных маг-нитостатических волн при распространении в ферромагнитных пленках // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика, 2002, Т.10, №6, С.81-101.

48.Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Магнитоупругие волны в касательно намагниченной ферромагнитной пластине // ЖТФ, 2002, 72, №1, С.40-50.

49.Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Взаимодействие поверхностной магнитостатической и объемных упругих волн в металлизированной структуре ферромагнетик-диэлектрик // РЭ, 2002, 47, №8, С.1002-1007.

50.T.Koike, R. Marcelli, Y.Filimonov, S.A.Nikitov, G.Bartolucci. Nonlinear signal processing by means surface magnetostatic waves: Solitons in metallized structures. European Microwave week 2002, Proceedings of the European Microwave Conference (EUMC 2002), pp.25-28, Mi-lan, 2002.

51.Гуляев Ю.В., Никитов С.А., Животовский Л.В., Климов А.А., Цай Ч., Тайед Ф., Высоц-кий С.Л., Филимонов Ю.А. Ферромагнитные пленки с периодическими структурами с магнонной запрещенной зоной - магнонные кристаллы // Письма в ЖЭТФ, 2003, Т.77, вып.10, С.670-674.

52.Dudko G.M., Filimonov Yu.A., Galishnikov A.A., Marcelli R., Nikitov S.A. Numerical model-ling of magnetostatic surface waves pulse propagation in ferrite-dielectric-metal structure // JMMM, 2004, V.272-275, Part 2, pp.999-1000.

53.Kazakov G.T., Kotelyanskii I.M., Maraychin A.V., Filimonov Yu.A., Khivintsev Yu.V. Non-linear properties of magnetoelastic Rayleigh waves in ferrite films // JMMM, 2004, V.272-275, Part 2, pp.1009-1010.

54.Галишников А.А., Дудко Г.М., Филимонов Ю.А. Численное моделирование распростра-нения импульсов поверхностных магнитостатических волн в структуре феррит-диэлектрик-металл // РЭ, 2004, Т.40, №2, С.228-234.

55.Казаков Г.Т., Котелянский И.М., Маряхин А.В., Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Ос-цилляции прохождения поверхностных волн Рэлея через пленку Ga,Sc-замещенного железоиттриевого граната // РЭ, 2004, Т.49, №5, с.568-576.

56.Казаков Г.Т., Котелянский И.М., Маряхин А.В., Филимонов Ю.А., Хивинцев Ю.В. Свертка поверхностных магнитоупругих волн в пленках Ga,Sc-замещенного железоит-триевого граната // РЭ, 2005, Т.50, №1 , С.62-73.

57.Г.Т. Казаков, А.В. Кожевников, Ю.А. Филимонов. Взаимодействие запорогового и слабого сигналов СВЧ при прохождении через шумоподавитель на ферритовой пленке //РЭ, 2006 Т.51, №4, С.440-445.

58.Галишников А.А., Дудко Г.М., Филимонов Ю.А. Численное моделирование установле-ния солитонного режима распространения импульсов магнитостатических волн // Изв. вузов, Прикладная нелинейная динамика, 2005, Т. 13, №5-6, С.113-122.

59.Галишников А.А., Кожевников А.В., Марчелли Р., Никитов С.А., Филимонов Ю.А. Рас-пространение прямоугольных импульсов магнитостатических волн в пленках железоит-триевого граната // ЖТФ , 2006, Т.76, вып.5, С.62-70.

60.Высоцкий С.Л., Никитов С.А., Филимонов Ю.А. Магнитостатические спиновые волны в двумерных периодических структурах –магнито-фотонных кристаллах.//ЖЭТФ, 2005, Т.128, Вып.3(9), С.636-644.

61.Галишников А.А., Кожевников А.В., Филимонов Ю.А. Компрессия прямоугольных им-пульсов в линейной диспергирующей среде // Изв. вузов, Прикладная нелинейная дина-мика , 2005, Т.13, №1-2, с.63-78.

62.Marcelli R., Nikitov S.A., Filimonov Yu.A., Galishnikov A.A., Kozhevnikov A.V., Dudko G.M. “Magnetostatic surface wave bright solitons propagation in ferrite-dielectric-metal struc-ture”//IEEE Trans. On Magn., 2006, Vol. 42, No7, p.1785-1801;

63.Галишников А.А., Дудко Г.М., Кожевников А.В., Марчелли Р., Никитов С.А., Филимо-нов Ю.А. Эффекты самовоздействия при распространении импульсов поверхностных магнитостатических волн в структуре феррит-диэлектрик-металл//Прикладная нелиней-ная динамика, 2006, Т.14, №3, С.3-33.

64.Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Кожевников А.В., Никитов С.А., Романов А.В., Филимо-нов Ю.А. Бездисперсионная линия задержки на магнитостатических волнах.// Письма в ЖТФ, 2006, Т.32, вып.15, C. 45-50.

65.А.с. №1378587 СССР Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Новиков Г.М., Сухарев А.Г., Фили-монов Ю.А. Способ измерения затухания магнитостатических волн / Опубл. БИ 1989, №38.

66.А.с. №1364995 СССР Высоцкий С.Л., Казаков Г.Т., Сухарев А.Г., Филимонов Ю.А. Устройство для детектирования СВЧ сигналов / Опубл. БИ 1988, №1.

67.А.с. №1482491 Дудко Г.М., Казаков Г.Т., Кожевников А.В., Сухарев А.Г., Филимонов Ю.А. Бездисперсионная регулируемая линия задержки.

68.А.с. №163523 Казаков Г.Т., Сухарев А.Г., Филимонов Ю.А. Полосно-пропускающий фильтр.

69.А.с. пол. Ерш. №4837139/21 Казаков Г.Т., Кожевников А.В., Филимонов Ю.А. Способ определения полей анизотропии эпитаксиальной ферритовой пленки / от 11.06.90

70.А.с. №1803947 Веселов А.Г., Высоцкий С.Л., Елманов В.И., Иванов С.Н., Сухарев А.Г., Филимонов Ю.А. Многоканальный полосно-пропускающий фильтр.