Advertisement

Magnonics pp 243-257 | Cite as

The Dynamic Magnonic Crystal: New Horizons in Artificial Crystal Based Signal Processing

  • Andrii V. Chumak
  • Alexy D. Karenowska
  • Alexander A. Serga
  • Burkard Hillebrands
Chapter
Part of the Topics in Applied Physics book series (TAP, volume 125)

Abstract

In this chapter, we describe the development and properties of the first experimental dynamic magnonic crystal devices and highlight certain aspects of the intriguing new physics that they have to offer us. We discuss the significance of the dynamic magnonic crystal both in the context of the furtherance and technological application of magnonics, and in the understanding of general wave dynamics in metamaterial systems.

Keywords

Spin Wave Phononic Crystal Bias Magnetic Field Magnetic Field Modulation Magnonic Crystal 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Notes

Acknowledgements

Financial support from the Deutsche Forschungsgemeinschaft (Grant No. SE 1771/1-2). Dynamic magnonic crystals were fabricated with the technical assistance of the Nano-Structuring Center, TU Kaiserslautern. A.D.K. is grateful for the support of Magdalen College, Oxford.

References

  1. 1.
    D.R. Smith, J.B. Pendry, M.C.K. Wiltshire, Science 305, 788 (2004) CrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    W.L. Bragg, Proc. Camb. Philol. Soc. 17, 43 (1912) Google Scholar
  3. 3.
    J.D. Joannopoulos, P.R. Villeneuve, F. Fan, Nature 386, 143 (1997) CrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    J. Bravo-Abad, M. Soljacĉić, Nature 6, 799 (2007) CrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    J.O. Vasseur, P.A. Deymier, B. Chenni, B. Djafari-Rouhani, L. Dobrzynski, D. Prevost, Phys. Rev. Lett. 86, 3012 (2001) CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    T. Miyashita, Meas. Sci. Technol. 16, R47 (2005) CrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    Y. Sivan, J.B. Pendry, Opt. Express 19, 14502 (2011) CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    S.A. Nikitov, P. Tailhades, C.S. Tsai, J. Magn. Magn. Mater. 236, 320 (2001) CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    Y.V. Gulyaev, S.A. Nikitov, L.V. Zhivotovskii, A.A. Klimov, P. Tailhades, L. Presmanes, C. Bonningue, C.S. Tsai, S.L. Vysotskii, Y.A. Filimonov, JETP Lett. 77, 567 (2003) CrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    G. Gubbiotti, S. Tacchi, M. Madami, G. Carlotti, A.O. Adeyeye, M.P. Kostylev, J. Phys. D 43, 264003 (2010) CrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    S. Neusser, G. Duerr, H.G. Bauer, S. Tacchi, M. Madami, G. Woltersdorf, G. Gubbiotti, C.H. Back, D. Grundler, Phys. Rev. Lett. 105, 067208 (2010) CrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    B. Lenk, H. Ulrichs, F. Garbs, M. Muenzenberg, Phys. Rep. 507, 107 (2011) CrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    C.-L. Hu, R. Magaraggia, H.-Y. Yuan, C.S. Chang, M. Kostylev, D. Tripathy, A.O. Adeyeye, R.L. Stamps, Appl. Phys. Lett. 98, 262508 (2011) CrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    M. Krawczyk, H. Puszkarski, Phys. Rev. B 77, 054437 (2008) CrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    M. Krawczyk, J. Klos, M.L. Sokolovskyy, S. Mamica, J. Appl. Phys. 108, 093909 (2010) CrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    A.G. Gurevich, G.A. Melkov, Magnetization Oscillations and Waves (CRC, New York, 1996) Google Scholar
  17. 17.
    A.A. Serga, A.V. Chumak, B. Hillebrands, J. Phys. D, Appl. Phys. 43, 264002 (2010) CrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    T. Schneider, A.A. Serga, A.V. Chumak, C.W. Sandweg, S. Trudel, S. Wolff, M.P. Kostylev, V.S. Tiberkevich, A.N. Slavin, B. Hillebrands, Phys. Rev. Lett. 104, 197203 (2010) CrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    K.W. Reed, J.M. Owens, R.L. Carter, Circuits Syst. Signal Process. 4, 157 (1985) CrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    P.A. Kolodin, B. Hillebrands, J. Magn. Magn. Mater. 161, 199 (1996) CrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    C. Mathieu, J. Jorzick, A. Frank, S.O. Demokritov, A.N. Slavin, B. Hillebrands, B. Bartenlian, C. Chappert, D. Decanini, F. Rousseaux, E. Cambril, Phys. Rev. Lett. 81, 3968 (1998) CrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    V.V. Kruglyak, A.N. Kuchko, J. Magn. Magn. Mater. 272, 302 (2004) CrossRefGoogle Scholar
  23. 23.
    M.P. Kostylev, A.A. Stashkevich, N.A. Sergeeva, Phys. Rev. B 69, 064408 (2004) CrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    G. Gubbiotti, S. Tacchi, G. Carlotti, N. Singh, S. Goolaup, A.O. Adeyeye, M. Kostylev, Appl. Phys. Lett. 90, 092503 (2007) CrossRefGoogle Scholar
  25. 25.
    A.V. Chumak, A.A. Serga, B. Hillebrands, M.P. Kostylev, Appl. Phys. Lett. 93, 022508 (2008) CrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    M.E. Dokukin, K. Togo, M. Inoue, J. Magn. Soc. Japan 32, 103 (2008) CrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    M. Kostylev, P. Schrader, R.L. Stamps, G. Gubbiotti, G. Carlotti, A.O. Adeyeye, S. Goolaup, N. Singh, Appl. Phys. Lett. 92, 132504 (2008) CrossRefGoogle Scholar
  28. 28.
    A.V. Chumak, A.A. Serga, S. Wolff, B. Hillebrands, M.P. Kostylev, Appl. Phys. Lett. 94, 172511 (2009) CrossRefGoogle Scholar
  29. 29.
    K.S. Lee, D.S. Han, S.K. Kim, Phys. Rev. Lett. 102, 127202 (2009) CrossRefGoogle Scholar
  30. 30.
    A.V. Chumak, P. Pirro, A.A. Serga, M.P. Kostylev, R.L. Stamps, H. Schultheiss, K. Vogt, S.J. Hermsdoerfer, B. Laegel, P.A. Beck, B. Hillebrands, Appl. Phys. Lett. 95, 262508 (2009) CrossRefGoogle Scholar
  31. 31.
    Z.K. Wang, V.L. Zhang, H.S. Lim, S.C. Ng, M.H. Kuok, S. Jain, A.O. Adeyeye, Appl. Phys. Lett. 94, 083112 (2009) CrossRefGoogle Scholar
  32. 32.
    A.V. Chumak, A.A. Serga, S. Wolff, B. Hillebrands, M.P. Kostylev, J. Appl. Phys. 105, 083906 (2009) CrossRefGoogle Scholar
  33. 33.
    A.D. Karenowska, A.V. Chumak, A.A. Serga, J.F. Gregg, B. Hillebrands, Appl. Phys. Lett. 96, 082505 (2010) CrossRefGoogle Scholar
  34. 34.
    V.S. Tkachenko, V.V. Kruglyak, A.N. Kuchko, Phys. Rev. B 81, 024425 (2010) CrossRefGoogle Scholar
  35. 35.
    F.S. Ma, H.S. Lim, Z.K. Wang, S.N. Piramanayagam, S.C. Ng, M.H. Kuok, Appl. Phys. Lett. 98, 153107 (2011) CrossRefGoogle Scholar
  36. 36.
    J. Ding, S. Jain, A.O. Adeyeye, J. Appl. Phys. 109, 07D301 (2011) Google Scholar
  37. 37.
    H. Al-Wahsha, A. Akjouj, B. Djafari-Rouhani, L. Dobrzynski, Surf. Sci. Rep. 66, 29 (2011) CrossRefGoogle Scholar
  38. 38.
    A.N. Myasoedov, Y.K. Fetisov, Sov. Phys. Tech. Phys. 34, 666 (1989) Google Scholar
  39. 39.
    Y.K. Fetisov, N.V. Ostrovskaya, A.F. Popkov, J. Appl. Phys. 79, 5730 (1996) CrossRefGoogle Scholar
  40. 40.
    Y.K. Fetisov, J. Commun. Technol. Electron. 10, 1171 (2004) Google Scholar
  41. 41.
    A.V. Chumak, T. Neumann, A.A. Serga, B. Hillebrands, M.P. Kostylev, J. Phys. D 42, 205005 (2009) CrossRefGoogle Scholar
  42. 42.
    A.V. Chumak, V.S. Tiberkevich, A.D. Karenowska, A.A. Serga, J.F. Gregg, A.N. Slavin, B. Hillebrands, Nat. Commun. 1, 141 (2010) CrossRefGoogle Scholar
  43. 43.
    A.D. Karenowska, V.S. Tiberkevich, A.V. Chumak, A.A. Serga, J.F. Gregg, A.N. Slavin, B. Hillebrands, Phys. Rev. Lett. 108, 015505 (2012) CrossRefGoogle Scholar
  44. 44.
    A.V. Chumak, P. Dhagat, A. Jander, A.A. Serga, B. Hillebrands, Phys. Rev. B 81, 140404 (2010) CrossRefGoogle Scholar
  45. 45.
    N.-N. Chen, A.N. Slavin, M.G. Cottam, IEEE Trans. Magn. 28, 3306 (1992) CrossRefGoogle Scholar
  46. 46.
    N.-N. Chen, A.N. Slavin, M.G. Cottam, Phys. Rev. B 47, 8667 (1993) CrossRefGoogle Scholar
  47. 47.
    A.B. Ustinov, N.Y. Grigor’eva, B.A. Kalinikos, JETP Lett. 88, 31 (2008) CrossRefGoogle Scholar
  48. 48.
    A.B. Ustinov, B.A. Kalinikos, V.E. Demidov, S.O. Demokritov, Phys. Rev. B 81, 180406 (2010) CrossRefGoogle Scholar
  49. 49.
    Y.B. Zeldovich, N.F. Pilipetsky, V.V. Shkunov, Principles of Phase Conjugation (Springer, New York, 1985) CrossRefGoogle Scholar
  50. 50.
    A. Korpel, M. Chatterjee, Proc. IEEE 69, 1539 (1981) CrossRefGoogle Scholar
  51. 51.
    M.F. Yanik, S. Fan, Phys. Rev. Lett. 93, 173903 (2004) CrossRefGoogle Scholar
  52. 52.
    G.A. Melkov, A.A. Serga, V.S. Tiberkevich, A.N. Oliynyk, A.N. Slavin, Phys. Rev. Lett. 84, 3438 (2000) CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013

Authors and Affiliations

  1. 1.Fachbereich Physik and Forschungszentrum OPTIMASTechnische Universität KaiserslauternKaiserslauternGermany
  2. 2.Department of Physics, Clarendon LaboratoryUniversity of OxfordOxfordUK

Personalised recommendations