Rev. Phys. Appl. (Paris) 13, 351-365 (1978)
DOI: 10.1051/rphysap:01978001307035100

Propagation des ondes électromagnétiques dans les milieux présentant une perméabilité et une conductivité tensorielles

C. Monllor, M. Bouthinon et M. Baribaud

Laboratoire d'Electromagnétisme, E.N.S.E.R.G., 23, avenue des Martyrs, 38031 Grenoble, France

Abstract
After a brief description of the properties of the waves propagating in a medium with a tensorial permeability or conductivity, we shall study the materials having these two characters simultaneously. Maxwell's equations are solved for thin plates when the static magnetic field is parallel or perpendicular to the plane of the plate. These two configurations generally appear when we characterize materials. We shall also study the propagation of a wave guided by the plane of a half boundless medium showing a double tensorial character. This wave structure has an application in the realization of microwave circuits. We have applied the preceding results to nickel plates in which tensorial permeability and conductivity depend on the propagating wave-vector (spatial dispersion). The knowledge of the electromagnetic field structure inside the samples allows us a precise interpretation of all the experimental results (ferromagnetic resonance, standing spin waves, pecularities near antiresonance, etc.) at room and at low temperatures.

Résumé
Après avoir rappelé brièvement les propriétés des ondes qui se propagent dans un milieu à perméabilité ou à conductivité tensorielle, nous étudions les matériaux qui présentent ces deux caractères simultanément. Les équations de Maxwell sont résolues pour des lames minces lorsque le champ magnétique statique est appliqué parallèlement ou perpendiculairement à leur plan. Ces deux configurations se rencontrent habituellement lors de la caractérisation des matériaux. Nous étudions également la propagation d'une onde guidée par le plan limitant un milieu semi-infini possédant un double caractère tensoriel. Cette structure d'onde est utilisée pour la réalisation de circuits hyperfréquences. Nous avons appliqué les résultats précédents à des lames de nickel dont la perméabilité et la conductivité tensorielles sont fonction du vecteur d'onde de l'onde qui s'y propage (dispersion spatiale). La connaissance de la répartition du champ électromagnétique à l'intérieur des échantillons permet une interprétation rigoureuse de tous les phénomènes observés (résonance ferromagnétique, ondes de spin stationnaire, singularités autour de l'antirésonance, etc.) aussi bien à température ambiante qu'à basse température.

PACS
4110H - Electromagnetic waves: theory.
7530D - Spin waves in magnetically ordered materials.
7650 - Ferromagnetic, antiferromagnetic, and ferrimagnetic resonances: spin wave resonance.

Key words
electromagnetic wave propagation -- ferromagnetic resonance -- spin waves -- tensorial permeability -- Maxwell's equations -- thin plates -- half boundless medium -- double tensorial character -- spatial dispersion -- electromagnetic field structure -- ferromagnetic resonances -- standing spin waves -- antiresonance -- tensional conductivity -- Ni plates -- propagating wave vector