We show that using maskless photolithography and the lift-off technique, patterned yttrium iron garnet thin films possessing ultra-low Gilbert damping can be accomplished. The films of 70 nm thickness were grown on (001)-oriented gadolinium gallium garnet by means of pulsed laser deposition, and they exhibit high crystalline quality, low surface roughness, and the effective magnetization of 127 emu/cm3. The Gilbert damping parameter is as low as . The obtained structures have well-defined sharp edges which along with good structural and magnetic film properties pave a path in the fabrication of high-quality magnonic circuits and oxide-based spintronic devices.
References
1.
H.
Yu
, O.
d'Allivy Kelly
, V.
Cros
, R.
Bernard
, P.
Bortolotti
, A.
Anane
, F.
Brandl
, R.
Huber
, I.
Stasinopoulos
, and D.
Grundler
, Sci. Rep.
4
, 6848
(2015
).2.
S.
Maendl
, I.
Stasinopoulos
, and D.
Grundler
, Appl. Phys. Lett.
111
, 12403
(2017
).3.
A. V.
Sadovnikov
, C. S.
Davies
, V. V.
Kruglyak
, D. V.
Romanenko
, S. V.
Grishin
, E. N.
Beginin
, Y. P.
Sharaevskii
, and S. A.
Nikitov
, Phys. Rev. B
96
, 60401
(2017
).4.
A. A.
Nikitin
, A. B.
Ustinov
, A. A.
Semenov
, A. V.
Chumak
, A. A.
Serga
, V. I.
Vasyuchka
, E.
Lahderanta
, B. A.
Kalinikos
, and B.
Hillebrands
, Appl. Phys. Lett.
106
, 102405
(2015
).5.
U. H.
Hansen
, V. E.
Demidov
, and S. O.
Demokritov
, Appl. Phys. Lett.
94
, 252502
(2009
).6.
M. C.
Onbasli
, A.
Kehlberger
, D. H.
Kim
, G.
Jakob
, M.
Kläui
, A. V.
Chumak
, B.
Hillebrands
, and C. A.
Ross
, APL Mater.
2
, 106102
(2014
).7.
Z.
Fang
, A.
Mitra
, A. L.
Westerman
, M.
Ali
, C.
Ciccarelli
, O.
Cespedes
, B. J.
Hickey
, and A. J.
Ferguson
, Appl. Phys. Lett.
110
, 92403
(2017
).8.
H.
Yu
, S. D.
Brechet
, P.
Che
, F. A.
Vetro
, M.
Collet
, S.
Tu
, Y. G.
Zhang
, Y.
Zhang
, T.
Stueckler
, L.
Wang
, H.
Cui
, D.
Wang
, C.
Zhao
, P.
Bortolotti
, A.
Anane
, J. P.
Ansermet
, and W.
Zhao
, Phys. Rev. B
95
, 104432
(2017
).9.
C.
Tang
, M.
Aldosary
, Z.
Jiang
, H.
Chang
, B.
Madon
, K.
Chan
, M.
Wu
, J. E.
Garay
, and J.
Shi
, Appl. Phys. Lett.
108
, 102403
(2016
).10.
J.
Fu
, M.
Hua
, X.
Wen
, M.
Xue
, S.
Ding
, M.
Wang
, P.
Yu
, S.
Liu
, J.
Han
, C.
Wang
, H.
Du
, Y.
Yang
, and J.
Yang
, Appl. Phys. Lett.
110
, 202403
(2017
).11.
H.
Yu
, O.
d'Allivy Kelly
, V.
Cros
, R.
Bernard
, P.
Bortolotti
, A.
Anane
, F.
Brandl
, F.
Heimbach
, and D.
Grundler
, Nat. Commun.
7
, 11255
(2016
).12.
A.
Krysztofik
, H.
Głowiński
, P.
Kuświk
, S.
Ziętek
, L. E.
Coy
, J. N.
Rychły
, S.
Jurga
, T. W.
Stobiecki
, and J.
Dubowik
, J. Phys. D: Appl. Phys.
50
, 235004
(2017
).13.
S. A.
Manuilov
and A. M.
Grishin
, J. Appl. Phys.
108
, 13902
(2010
).14.
J. C.
Gallagher
, A. S.
Yang
, J. T.
Brangham
, B. D.
Esser
, S. P.
White
, M. R.
Page
, K. Y.
Meng
, S.
Yu
, R.
Adur
, W.
Ruane
, S. R.
Dunsiger
, D. W.
McComb
, F.
Yang
, and P. C.
Hammel
, Appl. Phys. Lett.
109
, 72401
(2016
).15.
O.
D'Allivy Kelly
, A.
Anane
, R.
Bernard
, J.
Ben Youssef
, C.
Hahn
, A. H.
Molpeceres
, C.
Carrétéro
, E.
Jacquet
, C.
Deranlot
, P.
Bortolotti
, R.
Lebourgeois
, J. C.
Mage
, G. D.
Loubens
, O.
Klein
, V.
Cros
, and A.
Fert
, Appl. Phys. Lett.
103
, 82408
(2013
).16.
N. S.
Sokolov
, V. V.
Fedorov
, A. M.
Korovin
, S. M.
Suturin
, D. A.
Baranov
, S. V.
Gastev
, B. B.
Krichevtsov
, K. Y.
Maksimova
, A. I.
Grunin
, V. E.
Bursian
, L. V.
Lutsev
, and M.
Tabuchi
, J. Appl. Phys.
119
, 23903
(2016
).17.
L. V.
Lutsev
, A. M.
Korovin
, V. E.
Bursian
, S. V.
Gastev
, V. V.
Fedorov
, S. M.
Suturin
, and N. S.
Sokolov
, Appl. Phys. Lett.
108
, 182402
(2016
).18.
C. L.
Jermain
, S. V.
Aradhya
, N. D.
Reynolds
, R. A.
Buhrman
, J. T.
Brangham
, M. R.
Page
, P. C.
Hammel
, F. Y.
Yang
, and D. C.
Ralph
, Phys. Rev. B
95
, 174411
(2017
).19.
N.
Zhu
, H.
Chang
, A.
Franson
, T.
Liu
, X.
Zhang
, E.
Johnston-Halperin
, M.
Wu
, and H. X.
Tang
, Appl. Phys. Lett.
110
, 252401
(2017
).20.
M. B.
Jungfleisch
, W.
Zhang
, W.
Jiang
, H.
Chang
, J.
Sklenar
, S. M.
Wu
, J. E.
Pearson
, A.
Bhattacharya
, J. B.
Ketterson
, M.
Wu
, and A.
Hoffmann
, J. Appl. Phys.
117
, 17
D128 (2015
).21.
Y.
Okamura
, M.
Ishida
, and S.
Yamamoto
, Appl. Opt.
23
, 124
(1984
).22.
A.
Lara
, J. R.
Moreno
, K. Y.
Guslienko
, and F. G.
Aliev
, Sci. Rep.
1
, 5597
(2017
).23.
P.
Gruszecki
, J.
Romero-Vivas
, Y. S.
Dadoenkova
, N. N.
Dadoenkova
, I. L.
Lyubchanskii
, and M.
Krawczyk
, Appl. Phys. Lett.
105
, 242406
(2014
).24.
P.
Gruszecki
, Y. S.
Dadoenkova
, N. N.
Dadoenkova
, I. L.
Lyubchanskii
, J.
Romero-Vivas
, K. Y.
Guslienko
, and M.
Krawczyk
, Phys. Rev. B
92
, 54427
(2015
).25.
N.
Kanazawa
, T.
Goto
, K.
Sekiguchi
, A. B.
Granovsky
, H.
Takagi
, Y.
Nakamura
, and M.
Inoue
, AIP Adv.
6
, 95204
(2016
).26.
W.
Koczorowski
, P.
Kuświk
, M.
Przychodnia
, K.
Wiesner
, S.
El-Ahmar
, M.
Szybowicz
, M.
Nowicki
, W.
Strupiński
, and R.
Czajka
, Mater. Sci. Semicond. Process.
67
, 92
(2017
).27.
C.
Hauser
, T.
Richter
, N.
Homonnay
, C.
Eisenschmidt
, M.
Qaid
, H.
Deniz
, D.
Hesse
, M.
Sawicki
, S. G.
Ebbinghaus
, and G.
Schmidt
, Sci. Rep.
6
, 20827
(2016
).28.
Y.
Sun
, Y. Y.
Song
, H.
Chang
, M.
Kabatek
, M.
Jantz
, W.
Schneider
, M.
Wu
, H.
Schultheiss
, and A.
Hoffmann
, Appl. Phys. Lett.
101
, 152405
(2012
).29.
S. A.
Manuilov
, R.
Fors
, S. I.
Khartsev
, and A. M.
Grishin
, J. Appl. Phys.
105
, 33917
(2009
).30.
S. A.
Manuilov
, S. I.
Khartsev
, and A. M.
Grishin
, J. Appl. Phys.
106
, 123917
(2009
).31.
C.
Dubs
, O.
Surzhenko
, R.
Linke
, A.
Danilewsky
, U.
Brückner
, and J.
Dellith
, J. Phys. D: Appl. Phys.
50
, 204005
(2017
).32.
A.
Mitra
, O.
Cespedes
, Q.
Ramasse
, M.
Ali
, S.
Marmion
, M.
Ward
, R. M. D.
Brydson
, C. J.
Kinane
, J. F. K.
Cooper
, S.
Langridge
, and B. J.
Hickey
, Sci. Rep.
7
, 11774
(2017
).33.
S.
Ziȩtek
, J.
Chȩciński
, M.
Frankowski
, W.
Skowroński
, and T.
Stobiecki
, J. Magn. Magn. Mater.
428
, 64
(2017
).34.
P.
Kuświk
, H.
Głowiński
, E.
Coy
, J.
Dubowik
, and F.
Stobiecki
, J. Phys.: Condens. Matter
29
, 435803
(2017
).35.
H.
Głowiński
, I.
Gościańska
, A.
Krysztofik
, J.
Barnaś
, M.
Cecot
, P.
Kuświk
, and J.
Dubowik
, in 21st International Conference on Microwave, Radar Wireless Communications MIKON 2016
(2016
).© 2017 Author(s).
2017
Author(s)
You do not currently have access to this content.