Original title: Výkonový regulátor pro vysokofrekvenční aplikace založený na nelineárních vlastnostech spinových vln
Translated title: Nonlinear spin-wave power limiter for RF applications
Authors: Davídková, Kristýna ; Wintz, Sebastian (referee) ; Urbánek, Michal (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2023
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [eng] [cze]
Omezovače výkonu jsou základní zařízení pro ochranu RF elektroniky před velkými vstupními signály způsobujícími přetížení a potenciální zničení. Doposud byly vyrobeny a používány pouze makroskopické omezovače výkonu založené na nelineárním přenosu spinových vln a multimagnonovém rozptylu ve feritech. Ty byly později nahrazeny polovodičovými omezovači, které umožňovaly miniaturizaci zařízení. Omezovače na bázi polovodičů však mají významné nevýhody, jako je vysoký elektrický šum při přibližování k GHz pásmu, nízký výstupní výkon a složitou konstrukci. To je činí nevhodnými pro mnoho praktických aplikací. Omezovače výkonu na bázi feritu jsou pasivní, levné, mají jednoduchou konstrukci a umožňují provoz v pásmu GHz. V této práci experimentálně studujeme účinky omezující výkon v několik nanometrů tenkých vrstvách granátu železo-ytria (YIG) a litograficky vyrobených nanovlnovodech a porovnáváme je s omezením výkonu v milimetrových proužcích YIGu. Výzkumy jsou prováděny pro různá magnetická pole a módy spinových vln pomocí elektrických měření vektorovým obvodovým analyzátorem (VNA). Power limiters are essential devices for protecting RF electronics from large input signals causing overload and potential destruction. So far, only macroscopic power limiters based on nonlinear spin-wave transmission and multi-magnon scattering in ferrites have been manufactured and used. These were later replaced by semiconductor limiters, which allowed device miniaturisation. However, semiconductor-based limiters have significant drawbacks, such as high electrical noise as they approach the GHz range, low output power and design complexity. This makes them unsuitable for many practical applications. Ferrite-based power limiters are passive, low cost, simple to design and allow operation in the GHz range. In this work, we experimentally study the power-limiting effects in nanoscale yttrium iron garnet (YIG) thin films and lithographically fabricated nanowaveguides and compare them with the power-limiting effects in macroscale YIG stripes. The investigations are performed for various magnetic fields and spin-wave modes with all electric measurements using a vector network analyser (VNA).
Keywords: disperzní relace; magnetismus; magnonika; mikrovlny.; nanovýroba; nelineární spinové vlny; Omezovač výkonu; vektorový obvodový analyzátor; více-magnonový rozptyl; YIG; dispersion relations; magnetism; magnonics; microwaves.; multi-magnon scattering; nanofabrication; nonlinear spin waves; Power limiter; vector network analyzer; YIG

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/259750

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-776611


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses