HAL Id: jpa-00217012
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Submitted on 1 Jan 1977
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V. - MICROWAVES PROPERTIESRECENT
DEVELOPMENTS ON MICROWAVE RELAXATION
AND HIGH POWER PROPERTIES OF
POLYCRYSTALLINE FERRITES
C. Patton
To cite this version:
V.
-
MICRO WAVES PROPERTIES.
RECENT DEVELOPMENTS ON MICROWAVE RELAXATION
AND HIGH POWER PROPERTIES OF POLYCRYSTALLINE FERRITES
C.
E.
PATTONDepartment of Physics, Colorado State University F o r t Collins, Colorado, 80523, U. S. A.
R6sum6. - Les propriktes microondes des ferrites polycristallins ont dans les dernitres annees attire un regain d'attention, a la suite de I'introduction en 1967 du concept de largeur de raie effective par Kohane et Schlomann. Ce concept a ete applique a une Ctude detaillee de I'elargisse- rnent de la raie lie a I'anisotropie et a la porositk par dispersion h 2 magnons. I1 a et6 montre que 1'6largissement dans le cas des ondes de spin deg6nerees Ctait d'une importance critique pour la comprehension decette relaxation voisine de la resonance. Des etudes rkcentes utilisant des materiaux
A
largeur de raie Ctroite de type YIG substitue ont conduit h une comprehension detaillee de ces processus.A I'exterieur du manifold d'ondes de spin, oh la dispersion h 2 magnons vers les modes h faible k
n'est pas effective, on a apporte une attention considerable a I'origine physique de la largeur de raie effective et de la largeur de raie d'ondes de spin dans les ferrites polycristallins. La largeur de raie effective Zi champ fort est legtrement inferieure i celle mesuree a champ faible. L'augmenta- tion constat& a fort champ paraft &tre reliee a la dispersion des ondes de spin vers les k eleves et i la microstructure de grains fins.
Les valeurs de largeur de raie effective a champ Cleve sont relativement importantes comparkes a celles trouvks sur des monocristaux ; I'origine de cette augmentation des pertes n'est pas rbolue.
L'origine de la largeur de raie des ondes de spin dans les polycristaux a ete relike aux differents aspects d'un modtle a temps de trarfiit. Dans ce modtle les differents paramktres de la microstruc- ture tels que joints de grain, pores ou inclusions limitent artificiellement la duree de vie des ondes de spin et elargissent la largeur de raie des ondes de spin AHr que I'on observe.
Des correlations directes ont ete observees avec la dimension des grains, la distribution de la taille des grains et la dispersion des pores.
Le present expose est consacrt a une revue generale de ces sujets, en insistant sur les contributions spkcifiques des differents chercheurs h la comprehension des pertes microondes dans les ferrites polycristallins.
Abstract. - The microwave properties of polycrystalline ferrites has received renewed attention in recent years, following the introduction of the effective linewidth concept by Kohane and Schlo- mann in 1967. The concept has been applied to the detailed study of anisotropy and porosity line- broadening due to two-magnon scattering. The broadening of the degenerate spin waves has been shown to be of critical importance in understanding this near-resonance relaxation. Recent studies utilizing narrow linewidth substituted YIG materials have provided a detailed understanding of these processes.
Outside of the manifold region, where two magnon scattering to low k modes is not effective, considerable attention has been focused on the physical origin of the effective linewidth and spin- wave linewidth in polycrystalline ferrites. The high field effective linewidth is slightly smaller than at low field. The increase at low field appears to be related to scattering to high k spin-waves and fine grain microstructure. The values of the high field effective linewidths are relatively large compared to single crystal linewidths ; the origin of the increased loss is unresolved.
The origin of the spin-wave linewidth in polycrystals has been related to various aspects of a
trartsit-time model. In the model, various aspects of the microstructure such as grain boundaries, pores, or inclusions artifially limit the spin-wave lifetime and broaden the observed spin-wave line-witdth AHr. Direct correlations have been observed for grain size, grain size distributions, and pore scattering.
The present paper will present a tutorial overview of the topics, with emphasis on the specific contributions of various workers in the field to the understanding of the microwave losses in poly- crystalline ferrites.
