mateltechИзвестия высших учебных заведений. Материалы электронной техникиIzvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering1609-35772413-6387MISIS10.17073/1609-3577-2018-2-103-111mateltech-264Research ArticleЭпитаксиальные слои и многослойные композицииEPITAXIAL LAYERS AND MULTILAYERED COMPOSITIONSИзмерение поля эффективной магнитной анизотропии и ширины линии ферромагнитного резонанса на частоте ФМР в магнитноодноосных гексагональных ферритахMeasurement of the field of effective magnetic anisotropy and linewidth of ferromagnetic resonance at FMR frequency in magnetically-uniaxial hexagonal ferritesСеменовА. С.SemenovA. S.

Вокзальная ул., д. 2а, Фрязино, Московская область, 141190

Семенов Алексей Сергеевич — начальник сектора

2A Vokzalnaya Str., Fryazino, Moscow Region 141190

Alexey S. Semenov: Head of Sector

НалогинА. Г.NaloginA. G.

Вокзальная ул., д. 2а, Фрязино, Московская область, 141190

Налогин Алексей Григорьевич — канд. техн. наук, начальник НПК-9

2A Vokzalnaya Str., Fryazino, Moscow Region 141190

Aleksey G. Nalogin: Cand. Sci. (Eng.), Head of NPC-9

alexeinalogin@gmail.comЩербаковС. В.ShcherbakovS. V.

Вокзальная ул., д. 2а, Фрязино, Московская область, 141190

Щербаков Сергей Владиленович — канд. техн. наук, зам. генерального директора – директор по научной работе

2A Vokzalnaya Str., Fryazino, Moscow Region 141190

Sergey V. Shcherbakov: Cand. Sci. (Eng.), Deputy General Director - Director for Scientific Work

МясниковА. В.MyasnikovA. V.

Вокзальная ул., д. 2а, Фрязино, Московская область, 141190

Мясников Александр Васильевич — ведущий инженер-конструктор

2A Vokzalnaya Str., Fryazino, Moscow Region 141190

Alexander V. Myasnikov: Leading Design Engineer

ИсаевИ. М.IsaevI. M.

Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049

Исаев Игорь Магомедович — канд. техн. наук, проректор по безопасности и общим вопросам

4 Leninsky Prospekt, Moscow 119049

Igor M. Isaev: Cand. Sci. (Eng.), Vice-Rector

https://orcid.org/0000-0001-5384-6331КостишинВ. Г.KostishynV. G.

Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049

Костишин Владимир Григорьевич — доктор физ.-мат. наук, профессор, заведующий кафедрой ТМЭ

4 Leninsky Prospekt, Moscow 119049

Vladimir G. Kostishyn: Dr. Sci. (Phys.-Math.), Head of Department of «Technology for Electronic materials»

drvgkostishyn@mail.ruАдиатулинаН. E.AdiatulinaN. E.

Вокзальная ул., д. 2а, Фрязино, Московская область, 141190

Адиатулина Наталья Евгеньевна — инженер

2A Vokzalnaya Str., Fryazino, Moscow Region 141190

Natalya E. Adiatulina: Engineer

АлексеевА. А.AlekseevA. A.

Вокзальная ул., д. 2а, Фрязино, Московская область, 141190;

Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049

Алексеев Альберт Александрович — начальник сектора

2A Vokzalnaya Str., Fryazino, Moscow Region 141190;

4 Leninsky Prospekt, Moscow 119049

Albert A. Alekseev: Head of Sector

alekseevalbert@bk.ruБелоконьЕ. А.BelokonE. A.

Вокзальная ул., д. 2а, Фрязино, Московская область, 141190;

Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049

Белоконь Евгений Анатольевич — инженер второй категории

2A Vokzalnaya Str., Fryazino, Moscow Region 141190;

4 Leninsky Prospekt, Moscow 119049

Evgeny A. Belokon: Engineer

amon.moment@gmail.comМезенцеваМ. П.MezentsevaM. P.

Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049

Мезенцева Марина Петровна — аспирант кафедры ТМЭ

4 Leninsky Prospekt, Moscow 119049

Marina P. Mezentseva: Postgraduate Student of Department of TME

mezenceva.marina@mail.ruАО «НПП «Исток им. Шокина»РоссияJSC «RPC “Istok” named after Shokin»Russian FederationНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияNational University of Science and Technology MISiSRussian FederationАО «НПП «Исток им. Шокина»; Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияJSC «RPC “Istok” named after Shokin»; National University of Science and Technology MISiSRussian Federation201821012020212103111Copyright © Семенов А.С., Налогин А.Г., Щербаков С.В., Мясников А.В., Исаев И.М., Костишин В.Г., Адиатулина Н.E., Алексеев А.А., Белоконь Е.А., Мезенцева М.П., 20192019Семенов А.С., Налогин А.Г., Щербаков С.В., Мясников А.В., Исаев И.М., Костишин В.Г., Адиатулина Н.E., Алексеев А.А., Белоконь Е.А., Мезенцева М.П.Semenov A.S., Nalogin A.G., Shcherbakov S.V., Myasnikov A.V., Isaev I.M., Kostishyn V.G., Adiatulina N.E., Alekseev A.A., Belokon E.A., Mezentseva M.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://met.misis.ru/jour/article/view/264

Рассмотрены вопросы метрологии и определения магнитных величин. Представлены разработанные методики измерения поля эффективной магнитной анизотропии НАэфф и ширины линии ферромагнитного резонанса ∆Н магнитноодноосных гексагональных ферритов в рабочем диапазоне частот СВЧ-диапазона электромагнитных волн. Методики позволяют определить НАэфф в диапазонах 10—23 и 28—40 кЭ и ∆Н в диапазоне 0,5—5,0 кЭ. Первая методика (методика измерения в свободном пространстве в трехмиллиметровом диапазоне длин волн) реализована в диапазоне частот 78,33—118,1 ГГц. Вторая методика (методика с использованием микрополосковой линии передачи) — в диапазоне частот от 25 до 67 ГГц.Апробация методик на поликристаллических образцах гексагональных ферритов бария и стронция (как номинального состава, так и сложнозамещенных) с высокой степенью магнитной текстуры, а также сравнение результатов измерений с результатами, полученными с применением общепринятых методик измерений на сферических образцах, показали высокую точность и надежность разработанных методик.

The work is purely metrological in nature. The developed methods for measuring the effective magnetic anisotropy field HAeff and the line width of ferromagnetic resonance ∆H of magnetically-axis hexagonal ferrites in the working frequency range of the microwave range of electromagnetic waves are presented. Methods allow to determine HAeff in the ranges of 10—23 kOe and 28—40 kOe and ΔН in the range of 0.5÷5 kOe. The first technique (measurement technique in free space in the three-millimeter wavelength range) is implemented in the frequency range 78.33—118.1 GHz. The second technique (the technique using the microstrip transmission line) is implemented in the frequency range from 25 to 67 GHz.Testing of the methods on polycrystalline samples of hexagonal barium and strontium ferrites (both nominal composition and complex ones) with a high degree of magnetic texture, comparison of measurement results with results obtained using standard measurement techniques on spherical samples showed their high accuracy and reliability.

магнитная кристаллографическая анизотропияферромагнитный резонансмагнитоодноосные гексагональные ферритыметодика измерения в свободном пространствеметодика с использованием микрополосковой линии передачиmagnetic crystallographic anisotropyferromagnetic resonance (FMR) linewidthFMR frequencysaturation magnetizationmagnetically uniaxial hexagonal ferritesresonant-type microwave devicestexture axismillimeter range of electromagnetic wavesfree-space measurement methodmicrostripline technique transmissionРабота выполнена в рамках выполнения НИР «Гексаферрит», финансируемой за счет личных средств АО «НПП «Исток им. Шокина», а также при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках соглашения о предоставлении субсидии № 14.575.21.0030 от 27 июня 2014 г. (RFMEFI57514X0030).This work was carried out as part of the research work «Hexaferrite», funded by personal funds of JSC «RPC “Istok” named after Shokin», as well as with the financial support of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation under the agreement on the provision of subsidy No. 14.575.21.0030 dated June 27, 2014 (RFMEFI57514X0030).ReferencesЩербаков С. В. Развитие СВЧ-электроники в рамках реализации государственных программ / Электроника и микроэлектроника СВЧ: Сб. статей VI Всеросс. конф. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017. С. 15—23. Shcherbakov S. V. The development of microwave electronics in the framework of the implementation of state programs. Materialy VI-i Vserossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii «Elektronika i mikroelektronika SVCh» = Proceedings of the VIth All-Russian Scientific-Technical Conference «Electronics and Microelectronics of Microwave». St. Petersburg: SPbGETU «LETI», 2017, pp. 15—23. (In Russ.)Щербаков С. В. Развитие СВЧ-электроники в России // Материалы научно-техн. конф. «СВЧ-электроника-2016». Фрязино, 2016. Shcherbakov S. V. The development of microwave electronics in Russia. Materialy nauchno-tekhnicheskoi konferentsii «SVCh-elektronika-2016» = Materials of the scientific and technical conference «Microwave Electronics-2016». Fryazino, 2016. (In Russ.)Мальцев П., Шахнович И. СВЧ-технологии — основа электроники будущего. Тенденции и рынки // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2015. № 8. С. 72—84. Maltsev P., Shakhnovich I. Microwave technologies — the basis of future electronics. Trends and markets. Electronics: Science, Technology, Business, 2015, no. 8, pp. 72—84. (In Russ.)Викулов И. Радиоэлектронные системы АФАР: направления развития и применения // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2017. № 5. С. 126—134. Vikulov I. Radio-electronic systems with active phased arrays:directions of development and applications. Electronics: Science, Technology, Business, 2017, no. 5, pp. 126—134. (In Russ.). DOI: 10.22184/1992-4178.2017.165.5.126.134Устинов А., Кочемасов В., Хасьянова Е. Ферритовые материалы для устройств СВЧ-Электроники. Основные критерии выбора // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2015. № 8. С. 86—92. URL: http://www.electronics.ru/files/article_pdf/4/article_4907_795.pdf Ustinov A., Kochemasov V., Khasyanova E. Ferrite materials for microwave electronics. selection prime criterions. Electronics: Science, Technology, Business, 2015, no. 8, pp. 86—92. (In Russ.). URL: http://www.electronics.ru/files/article_pdf/4/article_4907_795.pdfХаринская М. Микроволновые ферритовые материалы. Ну как без них СВЧ-приборам обойтись! // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2000. № 1. С. 24—27. URL: http://www.electronics.ru/files/article_pdf/1/article_1518_892.pdf Harinskaya M. Microwave ferrite materials. Well how can microwave devices do without them? Electronics: Science, Technology, Business, 2000, no. 1, pp. 24—27. (In Russ.). URL: http://www.electronics.ru/files/article_pdf/1/article_1518_892.pdfЛетюк Л. М., Костишин В. Г., Гончар А. В. Технология ферритовых материалов магнитоэлектроники. М.: МИСиС, 2005. 352 с. Letyuk L. M., Kostishin V. G., Gonchar A. V. Tekhnologiya ferritovykh materialov magnitoelektroniki [Technology of ferrite materials of magnetoelectronics]. Moscow: MISiS, 2005, 352 p. (In Russ.)Анциферов В. Н., Летюк Л. М., Андреев В. Г., Гончар А. В., Дубров А. Н., Костишин В. Г., Майоров В. Р., Сатин А. И. Проблемы порошкового материаловедения. Ч. V. Технология производства порошковых ферритовых материалов: учебник для студентов вузов. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 408 с. Antsiferov V. N., Letyuk L. M., Andreev V. G., Gonchar A. V., Dubrov A. N., Kostishyn V. G., Satin A. I. Problemy poroshkovogo materialovedeniya. Chast’ V. Tekhnologiya proizvodstva poroshkovykh ferritovykh materialov [Problems of powder materials. Part V. The technology of production of powdered ferrite materials]. Ekaterinburg: Uro RAN, 2005, 408 p. (In Russ.)Яковлев Ю. М., Генделев С. Ш. Монокристаллы ферритов в радиоэлектронике. М.: Сов. радио, 1975. 360 с. Yakovlev Yu. M., Gendelev S. Sh. Monokristally ferritov v radioelektronike [Single crystals of ferrites in radio electronics]. Moscow: Sovetskoe radio, 1975, 360 p. (In Russ.)Kostishyn V. G., Korovushkin V. V., Chitanov D. N., Korolev Yu. M. Obtaining and properties of hexaferrite BaFe12O19 for high-coercivity permanent magnets and substrates microstrip microwave devices of mm-range // J. Nano- Electron. Phys. 2015. Т. 7, № 4. С. 04057-1—04057-47. URJ: http://nbuv.gov.ua/UJRN/jnef_2015_7_4_59 Kostishyn V. G., Korovushkin V. V., Chitanov D. N., Korolev Yu. M. Obtaining and properties of hexaferrite BaFe12O19 for high-coercivity permanent magnets and substrates microstrip microwave devices of mm-range. J. Nano- Electron. Phys., 2015, vol. 7, no. 4, pp. 04057-1—04057-47. URJ: http://nbuv.gov.ua/UJRN/jnef_2015_7_4_59Andreev V. G., Kostishyn V. G., Ursulyak N. D., Nalogin A. G., Kudashov A. A. Influence of modes shredding of source components by processes to synthesis and activity of powder sintering hexaferrite // J. Nano- Electron. Phys. 2015. Т. 7, № 4. С. 04070. URL: https://jnep.sumdu.edu.ua/download/numbers/2015/4/articles/jnep_2015_V7_04070.pdf Andreev V. G., Kostishyn V. G., Ursulyak N. D., Nalogin A. G., Kudashov A. A. Influence of modes shredding of source components by processes to synthesis and activity of powder sintering hexaferrite. J. Nano- Electron. Phys., 2015, vol. 7, no. 4, p. 04070. URL: https://jnep.sumdu.edu.ua/download/numbers/2015/4/articles/jnep_2015_V7_04070.pdfKostishyn V. G., Panina L. V., Timofeev A. V., Kozhitov L. V., Kovalev A. N., Zyuzin A. K. Dual ferroic properties of hexagonal ferrite ceramics BaFe12O19 and SrFe12O19 // J. Mag. Mag. Mater. 2016. V. 400. P. 327—332. DOI: 10.1016/j.jmmm.2015.09.011 Kostishyn V. G., Panina L. V., Timofeev A. V., Kozhitov L. V., Kovalev A. N., Zyuzin A. K. Dual ferroic properties of hexagonal ferrite ceramics BaFe12O19 and SrFe12O19. J. Mag. Mag. Mater., 2016, vol. 400, pp. 327—332. DOI: 10.1016/j.jmmm.2015.09.011Kostishyn V. G., Panina L. V., Kozhitov L. V., Timofeev A. V., Kovalev A. N. Synthesis and multiferroic properties of M-type SrFe12O19 hexaferrite ceramics // J. Alloys Compd. 2015. V. 645. P. 297—300. DOI: 10.1016/j.jallcom.2015.05.024 Kostishyn V. G., Panina L. V., Kozhitov L. V., Timofeev A. V., Kovalev A. N. Synthesis and multiferroic properties of M-type SrFe12O19 hexaferrite ceramics. J. Alloys Compd., 2015, vol. 645, pp. 297—300. DOI: 10.1016/j.jallcom.2015.05.024Trukhanov A. V., Trukhanov S. V., Kostishyn V. G., Panina L. V., Korovushkin V. V., Turchenko V. A, Vinnik D. A., Yakovenko E. S., Zagorodnii V. V., Launetz V. L., Oliynyk V. V., Zubar T. I., Tishkevich D. I., Trukhanova E. L. Correlation of the atomic structure, magnetic properties and microwave characteristics in substituted hexagonal ferrites // J. Mag. Mag. Mater. 2018. V. 462. P. 127—135. DOI: 10.1016/j.jmmm.2018.05.006 Trukhanov A. V., Trukhanov S. V., Kostishyn V. G., Panina L. V., Korovushkin V. V., Turchenko V. A., Vinnik D. A., Yakovenko E. S., Zagorodnii V. V., Launetz V. L., Oliynyk V. V., Zubar T. I., Tishkevich D. I., Trukhanova E. L. Correlation of the atomic structure, magnetic properties and microwave characteristics in substituted hexagonal ferrites. J. Mag. Mag. Mater., 2018, vol. 462, pp. 127—135. DOI: 10.1016/j.jmmm.2018.05.006Trukhanov A. V., Kostishyn V. G., Panina L. V., Korovushkin V. V., Turchenko V. A., Thakur P., Thakur A., Yang Y., Vinnik D. A., Yakovenko E. S., Matzui L. Yu., Trukhanova E. L., Trukhanov S. V. Control of electromagnetic properties in substituted M-type hexagonal ferrites // J. Alloys Compd. 2018. V. 754. P. 247—256. DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.04.150 Trukhanov A. V., Kostishyn V. G., Panina L. V., Korovushkin V. V., Turchenko V. A., Thakur P., Thakur A., Yang Y., Vinnik D. A., Yakovenko E. S., Matzui L. Yu., Trukhanova E. L., Trukhanov S. V. Control of electromagnetic properties in substituted M-type hexagonal ferrites. J. Alloys Compd., 2018, vol. 754, pp. 247—256. DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.04.150Trukhanov A. V., Panina L. V., Trukhanov S. V., Kostishyn V. G., Turchenko V. A., Vinnik D. A., Zubar T. I., Yakovenko E. S., Macuy L. Yu., Trukhanova E. L. Critical influence of different diamagnetic ions on electromagnetic properties of BaFe12O19 // Ceramics International. 2018. V. 44, Iss. 12. P. 13520—13529. DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.04.183 Trukhanov A. V., Panina L. V., Trukhanov S. V., Kostishyn V. G., Turchenko V. A., Vinnik D. A., Zubar T. I., Yakovenko E. S., Macuy L. Yu., Trukhanova E. L. Critical influence of different diamagnetic ions on electromagnetic properties of BaFe12O19. Ceramics International, 2018, vol. 44, no. 12, pp. 13520—13529. DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.04.183Данилин А. А. Измерения в технике СВЧ: учеб. пособие для вузов. М.: Радиотехника, 2008. 184 с. Danilin A. A. Izmereniya v tekhnike SVCh [Measurements in the microwave technology]. Moscow: Radiotekhnika, 2008, 184 p. (In Russ.)Андронов Е. В., Глазов Г. Н. Теоретический аппарат измерений на СВЧ: Т. 1. Методы измерений на СВЧ. Томск: ТМЛ-Пресс, 2010. 804 с. Andronov E. V., Glazov G. N. Teoreticheskii apparat izmerenii na SVCh: T. 1. Metody izmerenii na SVCh [Theoretical apparatus for measurements on microwave: Vol. 1. Methods of measurements on microwave]. Tomsk: TML Press, 2010, 804 p. (In Russ.)Дансмор Дж. П. Измерения параметров СВЧ-устройств с использованием передовых методик векторного анализа цепей. М.: Техносфера, 2018. 736 с. Dunsmore J. P. Izmereniya parametrov SVCh-ustroistv s ispol’zovaniem peredovykh metodik vektornogo analiza tsepei [Handbook of microwave component measurements with advanced VNA techniques]. Moscow: Technosphere, 2018, 736 p. (In Russ.)Чечерников В. И. Магнитные измерения. М.: МГУ, 1969. 388 с. Chechernikov V. I. Magnitnye izmereniya [Magnetic measurements]. Ed. prof. E.I. Kondorsky. Moscow: MGU, 1969, 388 p. (In Russ.)Метод измерения эффективного поля анизотропии и ширины полосы ферромагнитного резонанса магнитно-одноосных ферритов в рабочем диапазоне температур: Методика измерения (рег. № 012.991-023, 1986 г., АО «НПП «Исток» им. Шокина»). Metod izmereniya effektivnogo polya anizotropii i shiriny polosy ferromagnitnogo rezonansa magnitno-odnoosnykh ferritov v rabochem diapazone temperatur. Metodika izmereniya [A method for measuring the effective anisotropy field and the bandwidth of the ferromagnetic resonance of magnetically uniaxial ferrites in the operating temperature range. The measurement method] (reg. No. 012.991-023, 1986, AO «NPP «Istok» im. Shokina»). (In Russ.)Семенов А. С., Семенов М. Г., Мясников А. В., Налогин А. Г. Метрологическое обеспечение разработок ферритовых материалов для сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн // Электроника и микроэлектроника СВЧ. СПб.:Санкт-Петербургский гос. ун-т «ЛЭТИ», 2017. Т. 1, № 1. С. 27—31. Semenov A. S., Semenov M. G., Myasnikov A. V., Nalogin A. G. Metrological support of the development of ferrite materials for the centimeter and millimeter wavelength ranges. Elektronika i mikroelektronika SVCh = Electronics and microwave microelectronics. Sankt-Peterburgskii gosudarstvennyi universitet «LETI», 2017, vol. 1, no. 1, pp. 27—31. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.