Start Prace dyplomowe

Modelowanie mikrofalowych linii transmisyjnych do wzbudzania fal spinowych w cienkich warstwach ferromagnetycznych

Obszar badawczy: Spin waves and interactions
Stan: Finished Rodzaj studiów: Master
Promotor/Promotorzy: Student/Studenci:

Maciej Kasprzak, 2016

 

Tematem pracy magisterskiej jest projektowanie linii transmisyjnych pod kątem efektywnego wzbudzania fal spinowych, w cienkiej warstwie ferromagnetycznej.
Praca rozpoczyna się krótkim wstępem teoretycznym dotyczącym elektrodynamiki. Omówiono w nim trzy podstawowe przybliżenia stosowane do rozwiązywania równań Maxwella: pola statycznego, kwazistatycznego i pola elektromagnetycznego. Szczególny nacisk położono na warunki jakie musi spełniać badany układ, aby możliwe było zastosowanie przybliżenia kwazistatycznego. Następnie podano definicję i krótką charakterystykę najważniejszych parametrów związanych z liniami transmisyjnymi. Przedstawiono również definicję i własności fal spinowych oraz metody ich wzbudzania, ze szczególnym uwzględnieniem pobudzania prądami mikrofalowymi. Opisano metodę osiągania wysokiej efektywności generowania fal spinowych przy użyciu mikrofal, w której wykorzystywana jest transformata Fouriera. Ta metoda została wykorzystana w pracy magisterskiej.
W drugiej części pokazano dlaczego najbardziej odpowiednie do obliczeń, wykorzystywanych w pracy, jest stosowanie przybliżenia kwazistatycznego. Za pomocą tego przybliżenia wyznaczono wzory na składową pola magnetycznego wokół linii transmisyjnej odpowiedzialną za powstawanie fal spinowych. Wzory otrzymano stosując stały rozkład gęstości prądu w liniach transmisyjnych (dla niskich częstotliwości prądu mikrofalowego), uwzględniając wpływ efektu naskórkowego i zbliżenia na rozkład gęstości prądu (dla wysokich częstotliwości prądu mikrofalowego) oraz uwzględniając rozkład gęstości prądu tylko na krawędziach przewodnika (dla bardzo wysokich częstotliwości). Następnie wyprowadzono wzory na transformatę Fouriera w dziedzinie wektora falowego dla obliczonych wcześniej rozkładów pola magnetycznego pod linią transmisyjną.
W trzeciej części zastosowano wyprowadzone wzory do trzech różnych układów przewodników (tworzących linię transmisyjną). Pokazano jak położenie zer transformaty Fouriera zależy od ich parametrów geometrycznych. Omówiono wady oraz zalety poszczególnych układów we wzmacnianiu lub wygaszaniu fal spinowych.
Pracę magisterską kończy rozdział podsumowujący najważniejsze otrzymane wyniki i możliwość ich dalszego wykorzystania.