Fortgeschrittenenpraktikum

Spinwellen

Dieser Versuch soll einen Einblick in die Physik der Spinwellen bieten. Spinwellen, die im Rahmen der zweiten Quantisierung auch durch ihre Quasiteilchen, die Magnonen, beschrieben werden, sind ein wichtiger Bestandteil der Grundlagenforschung im Magnetismus. Weiterhin besitzen sie das Potential, in Zeiten knapper werdenden Ressourcen einen Beitrag zur Energieeinsparung als Informationsträger und bei der Speicherung von Daten zu leisten. Im Experiment werden dabei die Ausbreitungscharakteristiken der Wellen in dünnen magnetischen Filmen als Funktion verschiedener Parameter untersucht. In der Theorie unterscheidet man austauschdominierte und dipolare Spinwellen. In diesem Versuch wird der Fokus auf Letztere gelegt, da diese anisotrope und dispersive Eigenschaften aufweisen und sich damit vielfältige Anwendungsmöglichkeiten erschließen. Die Betrachtung der zugehörigen Dispersionsrelationen dipolarer Spinwellen ist somit ein wichtiger Aspekt. Die Dispersion hängt im Wesentlichen von der relativen Orientierung der Probenmagnetisierung und des Spinwellen-Wellenvektors ab. Im Folgenden wird angenommen, dass die Magnetisierung immer parallel zur Filmebene ausgerichtet ist. Die resultierende Dispersionsrelation bei einer Magnetisierung, die parallel zum Wellenvektor ausgerichtet ist, weist eine negative Gruppengeschwindigkeit auf. Es handelt sich um die sogenannte magnetostatische Rückwärtsvolumenmode. Wird die Magnetisierung senkrecht zum Wellenvektor angelegt, erhält man eine Dispersionsrelation mit positiver Gruppengeschwindigkeit, die magnetostatische Oberflächenmode bzw. Damon-Eshbach-Mode genannt wird.
Im vorliegenden Versuch sollen die Auswirkungen verschiedener Parameter auf die Propagation der Spinwellen in einem YIG-Wellenleiter (Y3Fe5O12) untersucht werden.

Zum Seitenanfang