Устройство для возбуждения и передачиСпиНОВыХ ВОлН Советский патент 1981 года по МПК H03H9/00 H03H9/30 H03H7/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ И ПЕРЕДАЧИ СПИНОВЫХ ВОЛН

1

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в СВЧ-устройствах обработки сигналов, основанных на передаче спиновых волн.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для возбуждения и передачи спиновых волн, содержащее диэлектрическую подложку в форме пластины с расположенной на одной из ее сторон ферродиэлектрической пленкой, снабженную на противоположной стороне сплошным метгшлическим электродом, а на Другой сторонедвумя пленочными металлическими электродами поверх ферродиэлектрит ческой пленки, выполненными в виде электрически закороченных на сплошной металлический электрод входной и выходной микрополосковых линий, соединенных соответственно с источником и приемником СВЧ-сигналов, и источник модулирующих сигналов. Источник модулирующих сигналов в этом устройстве соединён с входной микрополосковой линией через модулирующие элементы 11.

Недостатком известного устройства является наличие паразитной связи между входом и выходом на частоте модулирующего сигнала, что связано

с наличием паразитной электромагнитной связи между микрополосковыми линиями, приводящей к просачиванию входного модулированного сигнала с входа на выход.Просачивающийся вне спиновой системы модулированный сигнал не обработан, например, в линии задержки он не будет задержан на необходимое время, а его амплитуда

10 выше амплитуды рабочего сигнала. Функции возбуждения и модуляции в этом устройстве разграничены. Другим недостатком этого устройства является его сложность, что связано

5 с необходимостью использования внешних модулирующих элементов.

Цель изобретения - устранение паразитной связи на частоте модулирующего сигнала между входом и вы20ходом устройства и его упрощение.

Указанная, цель достигается тем, что устройство для возбуждения и передачи спиновых волн, содержащее диэлектрическую подложку в форме

25 пластины с расположенной на одной из ее сторон ферродиэлектрической пленкой, снабженную на противоположной стороне сплошным металлическим электродом, а на другой стороне 30двумя пленочными металлическими

электродами поверх ферродиэлектрической пленки, выполненными в виде электрически,закороченных на сплош,ной металл 1ческий электрод входной и выходной микрополосковых линий, соединенных соответственно с источником и приемником СВЧ-сигналов, и источник модулирующих сигналов, снабжено расположенными поверх ферродиэлектрической пленки двумя дополнительными индуктивными вводами, выполненными в виде пленочных проводников соединенных одним концом с противоположными концами входной микрополосковой линии, а другим - с источником модулирующего сигнала.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Оно содержит диэлектрическую подложку 1, например, из гадолинийгалиевого граната (ГГГ), на которой расположена ферродиэлектрическая пленка 2, например, из жеЛезо-иттриевого граната (ЖИГ). На нижней стороне подложки 1 расположен металлический сплошной электрод.3. На поверхности пленки 2 расположены металлические электроды 4 и 5, выпоненные в виде микрополосковых линий соединенных с источником и приемником СВЧ сигналов соответственно (не показаны). Электроды 4 и 5 электрически закорочены на электрод 3. На поверхности пленки 2 расположены таже индуктивные вводы 6, соединенные с источником модулирующего сигнала (не показан), выполненные в виде пленочных проводников. Электроды 4, и проводники 6 выполнены из хорошо проводящего материала, например из меди толщиной не менее десяти скинслоев на рабочей частоте. Ширина микрополосковых линий выбирается из условия согласования импеданса этих линий с входной и выходной линиями передачи. Расстояние между микрополосковыми линиями определяется необходимым временем задержки. Длина этих линий выбирается из условия однородности СВЧ магнитного поля вдол них и определяется длиной электромагнитной волны на рабочей частоте. Толщина ферродиэлектрической пленки 2 .выбирается из условия

a.V

где d - толщина.ферродиэлектрической пленки,

cL. - константа обменного взаимодействия ферромагнетика, равная 3,2. см, - намагниченность насыщения

ферромагнетика,

Д И - полуширина линий ферромагнитного резонанса. Устройство помещено в постоянное магнитное поле, величина которого выбирается из условия возбуждения спиновой волны необходимого типа.

Устройство работает следующим образом.

На входную микрополосковую линию I(электрод 4) подается непрерывный сигнал СВЧ, который создает в ней J ток СВЧ, переменное магнитное поле которого возбуждает под ней спиновую волну. Модулирующеее напряжение подается на индуктивные вводы 6. При этом модулирующий ток создает непоQ средственно вблизи микрополосковой линии 4 низкочастотное переменное модулирующее поле. Это поле складывается с постоянным полем подмагничивания, что приводит к изменению условий возбуждения спиновой волны

5 за счет изменения коэффициента связи спиновой волны с микрополосковой линией. .Таким образом, амплитуда возбуждаемой СВЧ спиновой волны оказывается промодулирована низкочастотным модулирующим сигналом. Промодулированная спиновая волна передается к выходной микрополосковой линии (электрод 5). Время задержки СВЧ-сигнала определяется расстоянием между

5 микрополосковыми линиями и групповой скоростью спиновой волны. Так как модулированный сигнал создается непосредственно в спиновой системе и передается по ней с помощью спино-

вой волны, паразитная связь между

входной и выходной микрополосковыми линиями отсутствует. Совмещение функций возбуждения с модуляцией в предлагаемом устройстве дает возможность сократить число элементов внешней электрической цепи за счет исключению модулирующих элементов.

Предлагаемое устройство имеет развязанные вход и выход и отличается ПРОСТОТОЙ, оно легко поддается

0 интеграции в составе СВЧ твердотельных схем.

Формула изобретения

Устройство для возбуждения и передачи спиновых волн, содержащее диэлектрическую подложку в форме пластины с расположенной на одной из ее сторон ферродиэлектрической пленкой, снабженную на противоположной стороне сплошным металлическим электродом , а на другой стороне - двумя пленочными металлическими электродами ферродиэлектрической Пленки, выполненными в виде электрически закороченны с на сплошной металлический электрод входной и выходной микрополосковых линий, соединенных соответственно с источником и приемником

СВЧ-сигналов, и источник модулирующих сигналов, отличающеес я тем, что, с целью устранения паразитной связи на частоте модулирующего сигнала между входом и выходом устройства и его упрощения, оно

снабжено расположенными поверх ферродиэлектрической пленки двумя дополнительными индуктивными вводами, выполненными в виде пленочных проводников, соединенных одним концом с противоположными концами входной

микрополосковой линии, а другим - с источником модулирующего сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

. 1. Патент Великобритании 1439820, кл. Н 3, опублик. 1976.

0 9f