Ферромагнитный резонанс в микроконтактах медь–пермаллой

Abstract

Выполнены систематические исследования сигнала отклика точечных микроконтактов медь–пермаллой (Ni₈₀Fe₂₀) на микроволновое облучение (8–12 ГГц). Изучено влияние на измеряемый сигнал напряженности внешнего магнитного поля, транспортного тока, текущего через контакт, интенсивности и частоты ВЧ облучения. Проанализированы вклады в электросопротивление контактов от эффектов гигантского и анизотропного магнитосопротивления. Экспериментально установлено, что положение резонансных особенностей хорошо совпадает с расчетом по формуле Киттеля для ФМР в пленке в параллельном магнитном поле. Резонансный сигнал наблюдался на фоне дополнительного вклада, обусловленного выпрямлением ВЧ тока на нелинейной вольт-амперной характеристике контакта. Обнаружены два механизма появления резонансного отклика: синхронное самодетектирование от смешения ВЧ тока с временными вариациями сопротивления и болометрический отклик, связанный со стационарным изменением сопротивления контакта при возбуждении прецессии намагниченности. Установлено, что амплитуда резонансного сигнала линейно пропорциональна величине транспортного тока через контакт и интенсивности микроволнового облучения.

Виконано систематичні дослідження сигналу відгуку точкових мікроконтактів мідь–пермалой (Ni₈₀Fe₂₀) на мікрохвильове опромінення (8–12 ГГц). Вивчено вплив на вимірюваний сигнал напруженості зовнішнього магнітного поля, транспортного струму через контакт, інтенсивності та частоти ВЧ опромінення. Проаналізовано вклади в електроопір контактів від ефектів гігантського та анізотропного магнітоопору. Експериментально встановлено, що положення резонансних особливостей добре збігається з розрахунком за формулою Кіттеля для ФМР в плівці в паралельному магнітному полі. Резонансний сигнал спостерігався на фоні додаткового вкладу, обумовленого випрямленням ВЧ струму на нелінійній вольт-амперній характеристиці контакту. Виявлено два механізми появи резонансного відгуку: синхронне самодетектування від змішування ВЧ струму з варіаціями опору від часу і болометричний відгук, пов'язаний зі стаціонарною зміною опору контакту при збудженні прецесії намагніченості. Встановлено, що амплітуда резонансного сигналу лінійно пропорційна величині транспортного струму через контакт та інтенсивності мікрохвильового опромінення.

The systematic investigations of the response signal of Copper–Permalloy (Ni₈₀Fe₂₀) point contacts to microwave irradiation (8–12 GHz) are performed. The influence of external magnetic field strength, transport current flowing through the contact, the intensity and frequency of the RF exposure on the measured signal is studied. The contributions to the contacts resistance from the effects of giant and anisotropic magnetoresistance are analyzed. It is established experimentally that the position of resonance features is in good agreement with the Kittel formula calculation for FMR in the film at a parallel H field. The resonance signal was observed on the background of an additional contribution due to the rectification of RF current on the nonlinear contact IV-curve. It is found that there are two mechanisms for the resonant response are revealed: a synchronous self-detection by means of mixing of RF current with temporal variations of resistance and a bolometric mechanism associated with a steady-state change of contact resistance under excitation of magnetization precession (a bolometric response). It is found that the resonance signal amplitude is linearly proportional to transport current through the contact and microwave irradiation intensity.