Спектроскопия конденсированного состояния

Особенности магнитооптических эффектов Фарадея и Керра в наноразмерных пленках Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$ и подложках Gd$_3$Ga$_5$O$_{12}$, Nd$_3$Ga$_5$O$_{12}$

Ю. П. Сухоруков^a, А. В. Телегин^a, И. Д. Лобов^a, А. М. Коровин<sup>b

a</sup> Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург, Россия
^b Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: Магнитооптические эффекты Фарадея и Керра для сверхтонких пленок железоиттриевого граната Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$ и монокристаллических подложек Gd$_3$Ga$_5$O$_{12}$ и Nd$_3$Ga$_5$O$_{12}$ были исследованы в видимой области спектра 1.3 $<E<$ 4.5 eV в полях до 1 Т. Определена постоянная Верде для подложек Gd$_3$Ga$_5$O$_{12}$ и Nd$_3$Ga$_5$O$_{12}$, которая для энергии 3.5 eV достигает +1048 min/(T $\cdot$ сm) и -4000 min/(T $\cdot$ сm) соответственно. Исследованы особенности спектров эффекта Фарадея и Керра для тонкопленочных структур Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$/Gd$_3$Ga$_5$O$_{12}$ и Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$/Nd$_3$Ga$_5$O$_{12}$, связанные с магнитооптическими свойствами немагнитных диэлектрических подложек. Показано, что при исключении вклада от подложек спектральные и полевые зависимости магнитооптических эффектов в наноразмерных пленках соответствуют данным для объемного Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$. Проведена оценка релаксационного слоя и показано, что даже наноразмерные пленки, соразмерные с толщиной критического слоя, могут обладать удельным фарадеевским вращением ($\sim$15–20 deg/$\mu$m), близким к объемным материалам, что демонстрирует высокое качество полученных образцов.

Ключевые слова: эффект Фарадея, эффект Керра, железоиттриевый гранат, постоянная Верде, тонкие пленки, интерфейсные явления.

Поступила в редакцию: 31.05.2024
Исправленный вариант: 29.07.2024
Принята в печать: 29.07.2024

DOI: 10.61011/OS.2024.07.58897.6245-24

Реферативные базы данных:

•