×
21.08.2019
219.017.c1be

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ МАГНОНИКИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к СВЧ технике и может быть использовано при конструировании приборов на магнитостатических волнах в гигагерцовом диапазоне частот. Функциональный элемент магноники содержит немагнитную подложку, размещенную на ней ферромагнитную пленку из железоиттриевого граната (ЖИГ), микрополосковые преобразователи для возбуждения и приема магнитостатических спиновых волн (МСВ) в пленке ЖИГ, источник магнитного поля. На поверхности подложки, прилежащей к пленке ЖИГ, образована структура в форме меандра из канавок, продольная ось которых перпендикулярна направлению распространения МСВ. Пленка ЖИГ повторяет контур образованных канавками выступов, боковых граней и пазов, а магнитное поле источника магнитного поля ориентировано перпендикулярно к плоскости подложки с возможностью возбуждения в пленке ЖИГ объемных МСВ. Технический результат – расширение функциональных возможностей элемента, обеспечение возможности соединения между собой магнонных элементов в многослойные трехмерные структуры. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к СВЧ технике и может быть использовано при конструировании приборов на магнитостатических волнах в гигагерцовом диапазоне частот.

Устройства на магнитостатических спиновых волнах (МСВ) обладают возможностью перестройки параметров (коэффициенты передачи, время задержки) и частотных режимов работы за счет изменения как величины, так и угла магнитного поля (см., например, обзор «Магноника - новое направление спинтроники и спин-волновой электроники», УФН, т. 185, №10, 2015, с.с. 1099-1128). Эти характеристики позволяют реализовать устройства для обработки сигналов с множеством функций, например, задержки сигналов, направленного ответвления, фильтрации и др. функций. Технологии микроэлектроники дают возможность выполнить на подложках магнитные пленки с особой конфигурацией, толщиной и свойствами (см., например, И.А. Накрап, А.Н. Савин, Ю.П. Шараевский. ВЛИЯНИЕ НАМАГНИЧЕННОЙ ФЕРРОМАГНИТНОЙ ПЛЕНКИ НА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕАНДРОВОЙ МИКРОПОЛОСКОВОЙ ЛИНИИ/ РАДИОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА, 2006, том 51, №3, с. 320-327).

Так, известен ответвитель на МСВ (DE 4204299 (A1), Non-reciprocal waveguide coupler using magnetostatic surface waves - whose direction of propagation on epitaxial garnet film is at right angles to fundamental magnetic field, SIEMENS AG, 18.09.1993). Он содержит подложку из галлий-гадолиниевого граната, выращенную на данной подложке пленку из железо-иттриевого граната (ЖИГ) и располагающиеся на данной пленке микрополосковые антенны, обеспечивающие возбуждение спиновых волн в пленке ЖИГ. Устройство может быть использовано в качестве n-портового направленного ответвителя на частотах по меньшей мере нескольких ГГц, а также фазовращателя. Частотно-избирательный ответвитель на основе латерально связанной мультиферроидной структуры работает в многомодовом режиме, позволяет расширить функциональные возможности в системах с большой плотностью информационного сигнала (RU 166410 U1, СГУ, 27.11.2016).

В изобретении (RU 2623666 С1, ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, 28.06.2017), описан трехканальный микроволновый ответвитель мощности СВЧ сигнала с управлением частотным диапазоном ответвления и шириной полосы частот. Содержит размещенную на подложке из галлий-гадолиниевого граната (ГГГ) микроволноводную структуру из пленки железо-иттриевого граната (ЖИГ), антенны для возбуждения МСВ, слой пьезоэлектрического материала, снабженный металлическими электродами для обеспечения пьезомагнитного взаимодействия.

Известен модулятор с управлением уровнем режекции СВЧ-сигнала в полосе частот (RU 2454788 С1, ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, 27.06.2012), который включает протяженную структуру на основе магнонного кристалла из ферритовой пленки ЖИГ с поверхностной периодической структурой в виде параллельных канавок, глубина которых составляет 0,01-0,2 толщины пленки, размещенных перпендикулярно оси протяженной структуры, микрополосковые преобразователи. Поверхностные МСВ, распространяющиеся в пленке ЖИГ, испытывают периодическое рассеяние, в результате чего в их спектре возникают полосы непропускания.

Известны также функциональные СВЧ-устройства различного назначения, использующие т.н. магнонные кристаллы в качестве среды для распространения МСВ (С.А. Никитов, Ю.А. Филимонов, С.Л. Высоцкий, Е.С. Павлов, Н.Н. Новицкий, А.И. Стогний. “Физические основы фильтрации СВЧ сигналов с использованием магнонных кристаллов”. // Сборник научных трудов “Гетеромагнитная микроэлектроника”. - 2008. - В. 5. - С. 78-86. Магнонные кристаллы представляют собой пленки ЖИГ с вытравленными поверхностными структурами в виде канавок, ось которых перпендикулярна направлению распространения МСВ. Пленка ЖИГ размещается между входным и выходным микрополосковыми преобразователями СВЧ. Однако, в данных функциональных СВЧ-устройствах, использующих одномерные и двумерные магнонные кристаллы, волноведущие структуры для МСВ являются планарными, что не позволяет повышать плотность размещения функциональных элементов путем соединения их в многослойные структуры. Технология выполнения периодических наноструктур в целом известна и описана в применении к среде для магнитной записи (см., например, US 6351339, RONNI CORP., 26.02.2002; RU 2391717 С1, Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, 10.06.2010).

Проблема, на решение которой направлено изобретение, является расширение функциональных возможностей элемента путем трансформации видов МСВ в процессе распространения по структуре для достижения фильтрации, направленного ответвления, СВЧ сигналов, а также обеспечение возможности соединения между собой магнонных элементов в многослойные трехмерные структуры.

Патентуемый функциональный элемент магноники содержит немагнитную подложку, размещенную на ней ферромагнитную пленку из железоиттриевого граната (ЖИГ), микрополосковые преобразователи для возбуждения и приема магнитостатических волн (МСВ) в пленке ЖИГ, источник магнитного поля.

Отличие состоит в том, что на поверхности подложки, прилежащей к пленке ЖИГ, образована структура в форме меандра из канавок, продольная ось которых перпендикулярна направлению распространения МСВ, при этом пленка ЖИГ повторяет контур образованных канавками выступов, боковых граней и пазов, а магнитное поле источника магнитного поля ориентировано перпендикулярно к плоскости подложки с возможностью возбуждения в пленке ЖИГ объемных МСВ.

Элемент может характеризоваться тем, что подложка выполнена из галлий-гадолиниевого граната, кроме того, тем, что глубина w канавок составляет от 0,1 до 0,5 толщины d пленки, а период Т канавок составляет от 50 до 100 толщины d пленки ЖИГ, а также тем, что канавки имеют в сечении прямоугольную или трапециевидную форму, а толщина пленки ЖИГ составляет 1-10 мкм при намагниченности М насыщения в диапазоне от 130 до 150 Гс.

Элемент может характеризоваться и тем, что, по меньшей мере, один микрополосковый преобразователь для возбуждения МСВ размещен на образованных выступах, а по меньшей мере один микрополосковый преобразователь для приема МСВ - на боковых гранях выступов и/или в пазах, образованных канавками, с возможностью приема прямых и обратных объемных МСВ.

Элемент может характеризоваться и тем, что, при реализации многоотводного полосно-заграждающего фильтра на объемных МСВ, период Т канавок выбран из условия кратности целому числу длин полуволн.

Технический результат - расширение функциональных возможностей элемента путем трансформации видов объемных МСВ в процессе распространения по структуре для достижения фильтрации, направленного ответвления СВЧ сигналов, а также обеспечение возможности соединения между собой магнонных элементов в многослойные трехмерные структуры.

Существо изобретения поясняется на чертежах, где:

фиг. 1 - показана структура функционального элемента магноники;

фиг. 2 - блок-схема многоотводного полосно-заграждающего фильтра на МСВ, реализованного на описанной структуре.

Структура содержит немагнитную диэлектрическую подложку 1, размещенную на ней ферромагнитную пленку 2 из железоиттриевого граната (ЖИГ) (фиг. 1). Подложка выполнена из галлий-гадолиниевого граната (ГГГ).

Микрополосковые преобразователи 3 для возбуждения и приема МСВ связаны с пленкой 2 ЖИГ. Элемент содержит источник магнитного поля (на фигурах условно не показан). Вектор Н напряженности магнитного поля направлен по нормали к плоскости подложки 1 с образованной на ее поверхности структурой и совпадает с направлением Z тройки векторов (показанной на фиг. 1). Направление X совпадает с длиной подложки 1 структуры, направление Y - с шириной b структуры. Внешний источник магнитного поля (на фиг. не показан) выполнен регулируемым в диапазоне напряженностей Н=2-10 кЭ.

На поверхности немагнитной подложки 1 толщиной S, прилежащей к пленке 2 ЖИГ, образована структура в форме меандра из прямоугольных канавок 4, продольная ось 41 которых перпендикулярна направлению распространения объемных МСВ и совпадает с направлением Y. Пленка 2 ЖИГ повторяет контур выступов 42, боковых граней 43 и пазов 44, образованных канавками 4. Толщина d пленки 2 ЖИГ выбирается в диапазоне d=0,1-10 мкм. Период Т меандра, образованного канавками 4, много больше толщины d пленки 2 (T>>d) и выбран из условия распространения в пленке ЖИГ объемных спиновых МСВ. Глубина W канавок (W<<S) не превышает двух толщин ферромагнитной пленки 2 ЖИГ (т.е. W≤2d) и определяется желаемыми свойствами фильтрации объемных МСВ. Ширина t1 выступов 42 и ширина t2 пазов 44 равны периоду Т меандра.

Пример реализации. Блок-схема многоотводного полосно-заграждающего фильтра на объемных МСВ, выполненного на описанной структуре, показана на фиг. 2. Микрополосковые преобразователи 3 для возбуждения и приема МСВ размещены на образованных канавками 4 выступах 42 с возможностью возбуждения и приема объемных МСВ. Микрополосковый преобразователь 31 предназначен для возбуждения МСВ и размещен на выступе 421. Другие микрополосковые преобразователи 32, 33, 34 (их число выбирается исходя из назначения фильтра и числа отводов) размещены на выступах 422, боковых гранях 431, 432 канавок 4 и обеспечивают прием объемных МСВ (выходы от преобразователей 32-34 условно обозначены поз. 35).

Соответственно, для данной конфигурации приемный преобразователь 32 обеспечивает прием прямых (forward), а преобразователи 33 и 34 - обратных (backward) объемных МСВ.

Рабочая область частот магнонного элемента при его различных применениях, например, в качестве фильтра на МСВ или логического вентиля, управляемого магнитным полем может быть легко перестроена в широких пределах путем изменения насыщающего магнитного поля.


ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ МАГНОНИКИ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ МАГНОНИКИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 91 items.
10.06.2013
№216.012.46b2

Устройство для люминесцентной диагностики новообразований

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратуре медицинского и фотобиологического назначения, предназначено для осуществления процесса люминесцентной диагностики рака на основе использования ряда редкоземельных металлокомплексов порфиринов и направлено на повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483678
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4af0

Способ ранней электроэнцефалографической диагностики болезни паркинсона

Изобретение относится к медицине. Регистрируют электроэнцефалограмму (ЭЭГ) в фоновом режиме, вычисляют спектрограммы посредством вейвлет преобразования с материнской функцией Морле. Определяют частотные диапазоны ведущих ритмов ЭЭГ путем нахождения значений координат минимумов по частоте...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484766
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.08.2013
№216.012.5e53

Способ получения пористого слоя оксида алюминия на изолирующей подложке

Изобретение относится к области получения структур, используемых, например, для изготовления полевых транзисторов и элементов памяти, необходимых для применения в микроэлектронике, системотехнике. Предложен способ получения пористых слоев оксида алюминия на изолирующих подложках. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489768
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.10.2013
№216.012.7b03

Устройство для измерения турбулентных пульсаций скорости потока жидкости

Устройство относится к электроизмерениям и может быть использовано для исследования турбулентности в потоке слабо электропроводящей жидкости, например морской или пресной воды. Устройство содержит диэлектрический корпус обтекаемой формы с установленными на нем измерительными электродами,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497153
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.11.2013
№216.012.837f

Мультибарьерная гетероструктура для генерации мощного электромагнитного излучения суб- и терагерцового диапазонов

Изобретение относится к приборным структурам для генерации мощного электромагнитного излучения суб- и терагерцового диапазонов, которые применяются в компактных и мощных импульсных генераторах, детекторах и смесителях субтерагерцового и терагерцового диапазона частот. Изобретение обеспечивает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499339
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.01.2014
№216.012.95ae

Автоматизированная система реконструкции 3d распределения нейронов по серии изображений срезов головного мозга

Изобретение направлено на построение 3D модели при использовании минимального количества изображений гистологических срезов (слоев) с использованием средств приведения изображений к виду, удобному для распознавания специфических нейронов и последующей реконструкции их трехмерных распределений....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504012
Дата охранного документа: 10.01.2014
20.01.2014
№216.012.9892

Способ исследования теплофизических свойств жидкостей и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области тепловых исследований свойств жидкостей и может быть использовано для исследования динамических процессов термостимулированной структурной перестройки жидкостей. Заявлен способ исследования теплофизических свойств жидкостей, при котором в металлической кювете с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504757
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.01.2014
№216.012.98bd

Способ формирования радиопортрета объекта методом параллельной обработки с частотным разделением

Изобретение относится к области радиовидения и может быть применено: для обнаружения предметов в миллиметровом диапазоне волн под одеждой человека, в таможенном контроле грузов, в радиоастрономии для картографирования области неба и протяженных небесных объектов, в дистанционном зондировании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504800
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.02.2014
№216.012.9e44

Способ получения металл-полимерного композитного материала для радиотехнической аппаратуры

Изобретение относится к получению металл-полимерных композиционных материалов, предназначенных для применения в радиотехнической аппаратуре в качестве радиопоглощающих и экранирующих материалов. Способ включает высокоскоростное термическое разложение металлсодержащих соединений с образованием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506224
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.02.2014
№216.012.a3ea

Частотно-избирательное устройство для обработки сигналов на поверхностных акустических волнах

Изобретение относится к радиотехнике и акустоэлектронике и может быть использовано в устройствах измерительной техники и в радиосвязи. Достигаемый технический результат - повышение разрешающей способности частотно-избирательного устройства для обработки сигналов на ПАВ в процессе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507677
Дата охранного документа: 20.02.2014
Showing 1-10 of 55 items.
10.06.2013
№216.012.47ca

Система контроля поверхности катания железнодорожной колесной пары

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для автоматического контроля технического состояния рельсового подвижного состава в процессе его эксплуатации. Система контроля поверхности катания колеса железнодорожной колесной пары содержит две группы датчиков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483958
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.09.2013
№216.012.690c

Миниатюрное устройство намагничивания и термостабилизации ферритовых свч резонаторов

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в интегральных СВЧ схемах, элементом которых является пленочный ферритовый резонатор. Технический результат состоит в повышении динамической устойчивости частоты резонатора при резких изменениях температуры окружающей среды и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492539
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.02.2014
№216.012.a3ea

Частотно-избирательное устройство для обработки сигналов на поверхностных акустических волнах

Изобретение относится к радиотехнике и акустоэлектронике и может быть использовано в устройствах измерительной техники и в радиосвязи. Достигаемый технический результат - повышение разрешающей способности частотно-избирательного устройства для обработки сигналов на ПАВ в процессе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507677
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.03.2014
№216.012.abb5

Способ интервального регулирования движения поездов и система для его реализации

Группа изобретений относится к области диспетчерского управления железнодорожным транспортом. В способе интервального регулирования движения поездов вычисляют расстояние до конца состава следующего впереди поезда суммированием приращений его координаты, и скорость его движения по приращению...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509672
Дата охранного документа: 20.03.2014
27.05.2014
№216.012.c8ea

Способ определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин или нанометровых полупроводниковых слоев в структурах "полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка"

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Технический результат - расширение функциональных возможностей одновременного определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин и электропроводности и толщины тонких полупроводниковых эпитаксиальных слоев в структурах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517200
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.06.2014
№216.012.d130

Система интервального регулирования движения поездов

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Система интервального регулирования движения поездов содержит центры радиоуправления движением поездов, в которых приемопередатчики соединены с блоками электрической централизации и автоблокировки соседних...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519323
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.06.2014
№216.012.d246

Система автоматизированного управления движением поездов

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Система автоматизированного управления движением поездов содержит автоматизированное рабочее место поездного диспетчера центра управления, включающее процессор с блоками отображения и ввода/вывода, стационарный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519601
Дата охранного документа: 20.06.2014
10.07.2014
№216.012.db26

Устройство для обеспечения информационного обмена между автоматизированной системой управления движением и локомотивным устройством безопасности

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, телемеханике и связи. Устройство для обеспечения информационного обмена между автоматизированной системой управления движением и комплексным локомотивным устройством безопасности содержит установленные в корпусе модули: центрального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521880
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.07.2014
№216.012.defb

Способ распознавания и классификации формы объектов в лабиринтных доменных структурах

Изобретение относится к средствам анализа цифровых изображений. Техническим результатом является обеспечение классификации объектов по геометрическим признакам в лабиринтных структурах. В способе определяют количество объектов на изображении структуры, в качестве морфологических признаков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522869
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.12.2014
№216.013.0cef

Устройство для определения параметров металлодиэлектрических структур

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения диэлектрической проницаемости и толщин нанометровых проводящих пленок, нанесенных на подложку из диэлектрического материала. Технический результат заключается в повышении чувствительности и расширении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534728
Дата охранного документа: 10.12.2014
+ добавить свой РИД