Caratterizzazione di risuonatori magnetostatici e progetto di un oscillatore in banda Ku a film magnetici planari

2CAP. 1 Introduzione ai materiali ferrimagnetici a tecnologia dei materiali dielettrici ferrimagnetici (MSW= Magnetostatic Wave Devices) ha subito storicamente uno straordinario impulso a partire dagli anni ’50, quando fu sintetiz- zato in laboratorio e intensamente studiato il primo granato in forma bulk (sferette, barre), universalmente noto con il nome di YIG (Yttrium Iron Garnet, 1956, Bertaut e Forrat), la cui compo- sizione primaria è yttrio e ferro puro (con molteplici varianti do- vute alla parziale sostituzione dell’yttrio e del ferro con atomi diamagnetici), e pienamente caratterizzato da esperimenti in ca- vità elettromagnetica risonante a riflessione, in cui il segnale, sotto forma di corrente di grande intensità, pilota un campo ma- gnetico che eccita il campione, il quale è contraddistinto da un rapporto giromagnetico che vale γ = 2.802 MHz/Oe (1956, White e Solt). Il campione esibisce un comportamento risonante a fre- quenze di microonde fin da 500 MHz, essendo polarizzato da campi magnetici in continua dell’ordine di centinaia fino ad alcu- ne migliaia di Oe per le bande più alte. Questo campo costante ha la funzione peculiare di saturare magneticamente il mezzo che può essere visto come un singolo dominio a magnetizzazione glo- bale anch’essa dell’ordine di migliaia di Oe (circa 1760 Oe a 300 Kelvin); a risonanza, la cui frequenza, in prima approssimazione, risulta proporzionale al campo in continua, le perdite del mezzo diventano molto basse, e un’onda “lenta” di spin può instaurarsi tra i due sottoreticoli contenenti atomi di ferro orientati in maniera differente (spin magnetico up e down). La banda utile di questi dispositivi è limitata, ma la frequenza superiore è teoricamente illimitata, dipendente solo dal massimo valore del campo magnetico 0 H ottenibile. Il confine è esclusi- vamente di carattere tecnologico e legato alla disponibilità di ave- L