vestnovsuВестник Новгородского государственного университетаVestnik of Novgorod State University2076-8052Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого10.34680/2076-8052.2024.3(137).453-465vestnovsu-348Research ArticleФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯCONDENSED MATTER PHYSICSВлияние пьезоэлектрической фазы на магнитный резонанс в слоистых структурах: обзорPiezoelectric phase effect on magnetic resonance in layered structures: a reviewhttps://orcid.org/0009-0008-9052-7987СаплевА. Ф.SaplevA. F.

Саплев Алексей Фёдорович – преподаватель.

Великий Новгород

Veliky Novgorod

Alexey.Saplev@novsu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7733-1030ПетровВ. М.PetrovV. M.

Петров Владимир Михайлович – доктор технических наук, профессор, профессор.

Великий Новгород

Veliky Novgorod

Vladimir.Petrov@novsu.ruНовгородский государственный университет имени Ярослава МудрогоРоссияYaroslav-the-Wise Novgorod State UniversityRussian Federation20241303202503(137)453465Copyright © Саплев А.Ф., Петров В.М., 20252025Саплев А.Ф., Петров В.М.Saplev A.F., Petrov V.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnovsu.elpub.ru/jour/article/view/348

В статье представлен обзор по изучению влияния внешнего электрического поля на параметры спектра магнитного резонанса в слоистых феррит-пьезоэлектрических структурах. Показано, что в симметричных структурах наблюдается электрически индуцированный сдвиг основной линии магнитного резонанса без изменения ширины линии. В антисимметричных структурах имеет место неоднородное уширение линии, при этом сдвиг линии не наблюдается. В общем случае наблюдается сдвиг резонансной линии и ее уширение. Определены оптимальные соотношения толщин компонентов слоистых структур различных типов для получения наибольшей величины смещения и уширения резонансной линии. Рассмотрен также магнитоэлектрический эффект в области магнитоакустического резонанса. При этом использование биморфного пьезоэлектрического слоя позволяет наблюдать гигантский МЭ эффект при наложении частот магнитного резонанса и высших мод электромеханического резонанса.

The article presents a review of the external electric field effect on the magnetic resonance spectrum in layered ferrite-piezoelectric structures. It is shown that in symmetric structures, an electrically induced shift of the magnetic resonance line is observed without line broadening. In antisymmetric structures, an inhomogeneous line broadening takes place, while a line shift is not observed. In the general case, a shift of the resonance line and its broadening are observed. For the different layered structures, the optimum component thickness ratios are determined to obtain the maximal values of the resonance line shift and broadening. The magnetoelectric (ME) effect in the magnetoacoustic resonance region is also considered. In this case, the use of a piezoelectric bimorph layer makes it possible to observe a giant ME effect at overlaying the magnetic resonance frequency and electromechanical resonance higher modes frequencies.

магнитный резонансмагнитоакустический резонансслоистая структурамагнитоэлектрический эффектбиморфный пьезоэлектрический преобразовательmagnetic resonancemagnetoacoustic resonancelayered structuremagnetoelectric effectpiezoelectric bimorphReferencesNan C.-W., Bichurin M. I., Dong S., Viehland D., Srinivasan G. Multiferroic magnetoelectric composites: Historical perspective, status, and future directions. Journal of Applied Physics. 2008. 103 (3). 031101. DOI: 10.1063/1.2836410.Nan C.-W., Bichurin M. I., Dong S., Viehland D., Srinivasan G. Multiferroic magnetoelectric composites: Historical perspective, status, and future directions. Journal of Applied Physics. 2008. 103 (3). 031101. DOI: 10.1063/1.2836410.Fiebig M. Revival of the magnetoelectric effect. Journal of Physics D: Applied Physics. 2005. 38 (8). R123-R152. DOI: 10.1088/0022-3727/38/8/R01Fiebig M. Revival of the magnetoelectric effect. Journal of Physics D: Applied Physics. 2005. 38 (8). R123-R152. DOI: 10.1088/0022-3727/38/8/R01Bichurin M. I., Petrov V. M. Modeling of Magnetoelectric Effects in Composites. Springer Netherlands, 2014. Springer in Materials Science. Series 201. DOI: 10.1007/978-94-017-9156-4Bichurin M. I., Petrov V. M. Modeling of Magnetoelectric Effects in Composites. Springer Netherlands, 2014. Springer in Materials Science. Series 201. DOI: 10.1007/978-94-017-9156-4Bichurin M. I., Petrov V. M., Petrov R. V., Tatarenko A. S. Magnetolectric Composites. Pan Stanford Publishing. Pte. Ltd, 2019. DOI: 10.1201/9780429488672Bichurin M. I., Petrov V. M., Petrov R. V., Tatarenko A. S. Magnetolectric Composites. Pan Stanford Publishing. Pte. Ltd, 2019. DOI: 10.1201/9780429488672Bichurin M. I., Kornev I. A., Petrov V. M., Tatarenko A. S., Kiliba Yu. V., Srinivasan G. Theory of magnetoelectric effects at microwave frequencies in a piezoelectric/magnetostrictive multilayer composite. Physical Review B: Condensed matter and Materials physics. 2001. 64 (9). 944091-944096. DOI: 10.1103/PhysRevB.64.094409Bichurin M. I., Kornev I. A., Petrov V. M., Tatarenko A. S., Kiliba Yu. V., Srinivasan G. Theory of magnetoelectric effects at microwave frequencies in a piezoelectric/magnetostrictive multilayer composite. Physical Review B: Condensed matter and Materials physics. 2001. 64 (9). 944091-944096. DOI: 10.1103/PhysRevB.64.094409Shastry S., Srinivasan G., Bichurin M. I., Petrov V. M., Tatarenko A. S. Microwave magnetoelectric effects in single crystal bilayers of yttrium iron garnet and lead magnesium niobate-lead titanate. Physical Review B: Condensed matter and Materials physics. 2004. 70 (6). 064416. DOI: 10.1103/PhysRevB.70.064416Shastry S., Srinivasan G., Bichurin M. I., Petrov V. M., Tatarenko A. S. Microwave magnetoelectric effects in single crystal bilayers of yttrium iron garnet and lead magnesium niobate-lead titanate. Physical Review B: Condensed matter and Materials physics. 2004. 70 (6). 064416. DOI: 10.1103/PhysRevB.70.064416Petrov V. M., Bichurin M. I., Saplev A. F., Tatarenko A. S., Lobekin V. N. Electric field induced broadening of magnetic resonance line in ferrite/piezoelectric bilayer. Journal of Applied Physics. 2017. 121 (22). 224103. DOI: 10.1063/1.4985069Petrov V. M., Bichurin M. I., Saplev A. F., Tatarenko A. S., Lobekin V. N. Electric field induced broadening of magnetic resonance line in ferrite/piezoelectric bilayer. Journal of Applied Physics. 2017. 121 (22). 224103. DOI: 10.1063/1.4985069Саплев А. Ф., Петров В. М. Управление параметрами магнитного резонанса в слоистой структуре феррит-пьезоэлектрик. Вестник НовГУ. 2022. 3 (128). 108-110. DOI: 10.34680/2076-8052.2022.3(128).108-110Saplev A. F., Petrov V. M. Control of magnetic resonance parameters in the layered structure of ferrite-piezoelectric. Vestnik NovSU. 2022. 3 (128). 108-110. DOI: 10.34680/2076-8052.2022.3(128).108-110Pettiford C., Dasgupta S., Lou J., Yoon S. D., Sun N. X. Bias Field Effects on Microwave Frequency Behavior of PZT/YIG Magnetoelectric Bilayer. IEEE Transactions on Magnetics. 2007. 43 (7). 3343-3345. DOI: 10.1109/TMAG.2007.893790Pettiford C., Dasgupta S., Lou J., Yoon S. D., Sun N. X. Bias Field Effects on Microwave Frequency Behavior of PZT/YIG Magnetoelectric Bilayer. IEEE Transactions on Magnetics. 2007. 43 (7). 3343-3345. DOI: 10.1109/TMAG.2007.893790Петров В. М., Саплев А. Ф. Магнитоакустический резонанс в слоистой структуре ферритбиморфный пьезоэлемент. Мультиферроики: получение, свойства, применение: материалы международной научно-практической конференции, Витебск, 24-27 сентября 2019 г. / под. редакцией В. В. Рубаника. Витебск: УО «ВГТУ», 2019. С. 88-90. DOI: 10.26201/ISSP.2019.45.557/MFerro.36Petrov V. M., Saplev A. F. Magnitoakusticheskij rezonans v sloistoj strukture ferritbimorfnyj p'ezoelement [Magnetoacoustic resonance in a layered structure of a ferrite- dimorphic piezoelectric element] // Mul'tiferroiki: poluchenie, svojstva, primenenie: materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii [Multiferroics: preparation, properties, application: materials of the international scientific and practical conference], Vitebsk, September 24-27, 2019 / ed. V. V. Rubanik. Vitebsk: UO «VGTU», 2019. P. 88-90. DOI: 10.26201/ISSP.2019.45.557/MFerro.36Лобекин В. Н., Бичурин М. И., Кафаров Р. Г., Петров Р. В. Исследование зависимости сдвига линии ферромагнитного резонанса от параметров пьезоэлектриков. Вестник НовГУ. 2023. 5 (134). 773-779. DOI: 10.34680/2076-8052.2023.5(134).773-779Lobekin V. N., Bichurin M. I., Kafarov R. G., Petrov R. V. Investigation of the dependence of the shift of the ferromagnetic resonance line on the parameters of piezoelectric. Vestnik NovSU. 2023. 5 (134). 773-779. DOI: 10.34680/2076-8052.2023.5(134).773-779Petrov V., Saplev A., Srinivasan G. Magneto-acoustic resonance in layered structure of ferrite and piezoelectric bimorph. Ferroelectrics. 2020. 569 (1). 196-200. DOI: 10.1080/00150193.2020.1822676Petrov V., Saplev A., Srinivasan G. Magneto-acoustic resonance in layered structure of ferrite and piezoelectric bimorph. Ferroelectrics. 2020. 569 (1). 196-200. DOI: 10.1080/00150193.2020.1822676Bichurin M. I., Petrov V. M., Ryabkov O. V., Averkin S.V., Srinivasan G. Physical Review B: Condensed matter and Materials physics. 2005. 72. 060408(R). DOI: 10.1103/PhysRevB.72.060408Bichurin M. I., Petrov V. M., Ryabkov O. V., Averkin S.V., Srinivasan G. Physical Review B: Condensed matter and Materials physics. 2005. 72. 060408(R). DOI: 10.1103/PhysRevB.72.060408

The authors declare that there are no conflicts of interest present.