Journal of Communications Technology and ElectronicsJournal of Communications Technology and ElectronicsРадиотехника и электроника0033-84943034-5901The Russian Academy of Sciences68749810.31857/S0033849425040064FSNTGKON THE 70th ANNIVERSARY OF S.A. NIKITOVК 70-ЛЕТИЮ С.А. НИКИТОВАResearch ArticleDetection of microwave radiation by a ferromagnetic/normal metal heterostructure in the near field of an antennaДетектирование сверхвысокочастотного излучения гетероструктурой ферромагнетик/нормальный металл в ближнем поле антенныVolkovD. A.ВолковД. А.
Russian Federation
d.a.volkov.work@gmail.comMatveevA. A.МатвеевА. А.
Russian Federation
d.a.volkov.work@gmail.comGabrielyanD. A.ГабриелянД. А.
Russian Federation
d.a.volkov.work@gmail.comSafinA. R.СафинА. Р.
Russian Federation
d.a.volkov.work@gmail.comMikhailovM. S.МихайловМ. С.
Russian Federation
d.a.volkov.work@gmail.comNikitovS. A.НикитовС. А.
Russian Federation
d.a.volkov.work@gmail.comKotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics, Russian Academy of SciencesИнститут радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАНNational Research University “Moscow Power Engineering Institute” (MPEI)Национальный исследовательский университет «МЭИ»Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)Saratov National Research State University named after N.G. ChernyshevskyCаратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского150420257043703751407202514072025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0033-8494/article/view/687498

The operation of a spintronic detector in the near field of an antenna emitting a microwave signal at a frequency of 10 GHz has been investigated. The feasibility of using a detector based on a Lu₃Fe₅O₁₂/Pt heterostructure, operating due to the inverse spin Hall effect, has been studied. A comparison was made between the experimentally measured output voltage of the detector and theoretical calculations of the power distribution of the electromagnetic field, performed using COMSOL Multiphysics. The sensitivity of the detector was determined, and the dependence of the output signal on the distance to the radiation source was measured. The obtained results confirm the feasibility of using spintronic heterostructures in wireless data and energy transmission systems. The prospects for using the detector in wireless communication and data transmission systems operating in the near field of an antenna, such as RFID (Radio Frequency Identification) and NFC (Near Field Communication), are considered.

Исследована работа спинтронного детектора в ближнем поле антенны, излучающей микроволновый сигнал с частотой 10 ГГц. Изучена возможность работы детектора на основе гетероструктуры Lu₃Fe₅O₁₂/Pt, функционирующего за счет обратного спинового эффекта Холла. Проведено сравнение экспериментально измеренного выходного напряжения детектора с теоретическими расчетами распределения мощности электромагнитного поля, выполненными в программе COMSOL Multiphysics. Определена чувствительность детектора и измерена зависимость выходного сигнала от расстояния до источника излучения. Полученные результаты подтверждают возможность применения спинтронных гетероструктур в системах беспроводной передачи данных и энергии. Рассмотрены перспективы использования детектора в системах беспроводной связи и передачи данных, работающих в ближнем поле антенны, таких как RFID (Radio Frequency IDentification) и NFC (Near Field Communication).

spintronic detectorantennanear fieldwaveguideferromagnetic filmoutput voltagemicrowave signalelectrodynamic modelingRFIDNFCспинтронный детекторантеннаближнее полеволноводферромагнитная пленкавыходное напряжениемикроволновый сигналэлектродинамическое моделированиеRFIDNFCРоссийский научный фондRussian Science Foundation24-19-00250Locatelli N., Cros V., Grollier J. // Nature Mater. 2014. V. 13. № 1. P. 11.Shao Q., Li P., Liu L. et al. // IEEE Trans. 2021. V. MAG-57. № 7. Article No. 800439.Hикитов С.А., Сафин А.Р., Калябин Д.В. и др. // Успехи физ. наук. 2020. Т. 190. № 10. С. 1009.Puebla J., Kim J., Kondou K., Otani Y. // Commun. Mater. 2020. V. 1. № 1. Article № 24.Hemour S. Zhao Y., Lorenz C.H.P. et al. // IEEE Trans. 2014. V. MAG-62. № 4. P. 965.Liu L., Li Y., Liu Y. et al. // Phys. Rev. B. 2020. V. 102. № 1. P. 014411.Sharma V., Saha J., Patnaik S., Kuanr B.K. // J. Magn. Magn. Mater. 2017. V. 439. P. 277.Jermain C.L., Paik H., Aradhya S.V. et al. // Appl. Phys. Lett. 2016. V. 109. № 19. P. 192408.Akhtar M.N., Yousaf M., Khan S.N. et al. // Ceramics Int. 2017. V. 43. № 18. P. 17032.Волков Д.А., Габриелян Д.А., Матвеев А.А. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2024. Т. 119. № 5. С. 348.Tserkovnyak Y., Brataas A., Bauer G.E. // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 88. № 11. P. 117601.Tserkovnyak Y., Ochoa H. // Phys. Rev. B. 2017. V. 96. № 10. P. 100402.Zhu L., Ralph D.C., Buhrman R.A. // Phys. Rev. Lett. 2019. V. 123. № 5. P. 057203.Hикулин Ю.В., Хивинцев Ю.В., Селезнев М.Е. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2024. Т. 119. № 9. С. 676.