Hypersound excitation at 8.9 GHz by exploiting magnetic anisotropy in oriented nickel films

Abstract

Because of the strong temperature dependence of the anisotropy constants K1 and K2 in ferromagnetic single crystals of cubic symmetry the resonance field for excitation of hypersound by ferromagnetic resonance (FMR) can be lowered to values that even at zero magnetic field hypersound can be excited. FMR experiments at 8.9 GHz are reported with oriented nickel films on polished MgO crystals. The results show that it is possible to excite hypersound in cubic crystals at zero magnetic field, and no uniaxial thermal stress is needed. By this the choice of substrates is no longer restricted to crystals with anisotropic thermal expansion, i.e. to crystals with noncubic symmetry. Wegen der starken Temperaturabhängigkeit der Anisotropiekonstanten K1 und K2 in kubischen Einkristallen ist es möglich, das Resonanzfeld für Hyperschallanregung durch Ferromagnetische Resonanz (FMR) so weit zu erniedrigen, daß auch bei Feld Null Hyperschall angeregt werden kann. Es wird über FMR-Experimente bei 8.9 GHz in orientierten Nickelschichten berichtet, die auf polierte MgO-Kristalle aufgedampft wurden. Die Ergebnisse zeigen, daß zur Anregung von Hyperschall bei Feld Null keine uniaxialen thermischen Spannungen erforderlich sind. Dadurch ist die Auswahl der Substrate nicht mehr auf Kristalle mit anisotroper thermischer Ausdehnung beschränkt, d. h. auf nicht-kubische Kristalle.